[發明專利]一種用于牽引變流器的內循環冷卻系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201811043527.7
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN110890829A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 王幸智;王雄;李彥涌;黃南;范偉;陳明翊;楊林;何凱;彭凱;廖軍
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 徐偉

1.一種用于牽引變流器的內循環冷卻系統，所述牽引變流器的各功率器件設于封閉的機柜內，所述內循環冷卻系統包括設置在所述機柜內部的熱交換器、風機和通風管道系統，所述風機抽取所述機柜內的熱空氣，熱空氣經所述熱交換器冷卻后再由所述風機送入所述通風管道系統，所述通風管道系統包括通往各功率器件的通風管道，并各通風管道在對應每個功率器件處設有至少一個管道出口，每個管道出口設有噴頭及相關聯的調節閥以用于調節相應噴頭的流量。

2.如權利要求1所述的內循環冷卻系統，其特征在于，各噴頭通過方向可調的軟管連接至相應管道出口，各噴頭基于對應待散熱的功率器件的散熱特性而通過所述軟管被設置相對于對應熱功率器件具有特定對流方向。

3.如權利要求2所述的內循環冷卻系統，其特征在于，當功率器件為電抗器時，所述電抗器處的噴頭的軟管被設置為使相應噴頭噴出的空氣相對于電抗器具有從下往上的對流方向。

4.如權利要求2所述的內循環冷卻系統，其特征在于，當功率器件為PCB電路板時，所述電抗器處的噴頭的軟管被設置為使相應噴頭噴出的空氣相對于PCB電路板具有垂直正對電路板面的對流方向。

5.如權利要求1所述的內循環冷卻系統，其特征在于，每個噴頭包括倒錐形的噴嘴。

6.如權利要求1所述的內循環冷卻系統，其特征在于，所述機柜的柜體骨架由空心的鋼管構成，所述通風管道系統的至少一部分通風管道由所述鋼管組成。

7.如權利要求1所述的內循環冷卻系統，其特征在于，每個功率器件處設有溫度傳感器以感測相應功率器件的溫度，所述內循環冷卻系統還包括：

控制器，所述控制器耦接至各溫度傳感器以采集各功率器件的溫度，以及耦接至各噴頭的調節閥，所述控制器配置為響應于任一各功率器件的測量溫度高于目標溫度，則控制該功率器件的相應噴頭的調節閥增大開度直至該功率器件的測量溫度低于目標溫度。

8.如權利要求7所述的內循環冷卻系統，其特征在于，所述控制器還耦接至所述風機，所述控制器進一步配置為響應于任一功率器件的測量溫度高于目標溫度且對應噴頭的調節閥已處于最大開度，則控制所述風機以提高工作頻率直至所有功率器件的測量溫度低于目標溫度。

9.如權利要求1所述的內循環冷卻系統，其特征在于，散熱功率超過閾值的各功率器件處設有多個噴頭。

10.一種用于牽引變流器的內循環冷卻系統的控制方法，所述牽引變流器的各功率器件設于封閉的機柜內，所述內循環冷卻系統包括設置在所述機柜內部的熱交換器、風機和通風管道系統，所述通風管道系統包括通往各功率器件的通風管道，并各通風管道在對應每個功率器件處設有至少一個管道出口，每個管道出口設有噴頭及相關聯的調節閥，所述控制方法包括：

啟用所述風機和所述熱交換器，以使所述風機抽取所述機柜內的熱空氣，并將熱空氣冷卻后由所述風機送入所述通風管道系統；以及

控制各噴頭的調節閥的開度以調節相應噴頭的流量對各功率器件進行散熱。

11.如權利要求10所述的控制方法，其特征在于，各噴頭通過方向可調的軟管連接至相應管道出口，所述控制方法還包括：基于各噴頭對應待散熱的功率器件的散熱特性調節各噴頭的軟管以設置各噴頭相對于對應熱功率器件的對流方向。

12.如權利要求11所述的控制方法，其特征在于，當功率器件為電抗器時，所述調節各噴頭的軟管的步驟包括調節所述電抗器處的噴頭的軟管使相應噴頭噴出的空氣相對于電抗器具有從下往上的對流方向。

13.如權利要求11所述的控制方法，其特征在于，當功率器件為PCB電路板時，所述調節各噴頭的軟管的步驟包括調節所述電抗器處的噴頭的軟管使相應噴頭噴出的空氣相對于PCB電路板具有垂直正對PCB電路板面的對流方向。