[發明專利]一種動車組動力單元變流器用箱體及帶有冷卻單元的箱體

在審

• 申請號: 202010118136.8
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111181358A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 張雙;李玉山;金煒;張穎川;陳明遠;哈大雷;徐萌;劉秀川;孫璐;黃磊杰;王敬水;代鵬;李鵬昊;馬明陽;馬國棟;閔韓琴;李國良
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司;北京縱橫機電科技有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司機車車輛研究所
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H05K5/02;H05K7/20
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力;韓嫚嫚

本發明為一種動車組動力單元變流器用箱體及帶有冷卻單元的箱體，其中，動車組動力單元變流器用箱體包括頂部框架和底部板材，底部板材兩端分別固定有第一側板和第二側板，兩者之間設有中間隔板，中間隔板與第一側板之間構成第一凈室，中間隔板與第二側板之間構成復合臟室。在復合臟室中設有第一安裝隔板和第二安裝隔板，在復合臟室的靠近第二側板的正中間設有第三安裝隔板，第一安裝隔板、第二安裝隔板和第三安裝隔板將復合臟室分割成第二凈室、第三凈室、第四凈室和臟室主體。本發明能夠使得箱體結構更加緊湊，滿足在箱體總的安裝空間不變的情況下能夠安裝更多數量的器件，且不影響動力單元變流器內部器件的安裝和維護。

技術領域

本發明是關于變流器箱體技術領域，尤其涉及一種動車組動力單元變流器用箱體及帶有冷卻單元的箱體。

背景技術

近年來，隨著我國高速鐵路的發展，鐵路運輸對高速動車組車輛的要求越來越高。動力單元變流器作為動車組列車牽引系統的核心部件，其集成了牽引變流器、輔助變流器、冷卻單元的所有功能，是高速動車組上重要的大質量電器部件，其優異的性能在滿足列車高速安全行駛方面扮演者越來越重要的角色。

為了滿足跨國互聯互通的使用條件，就必須具有滿足全球市場需求的國際化軌道交通技術、標準、裝備和服務能力體系。然而，目前的動車組應用在國外時存在如下問題：

1、由于歐亞大陸不同國家的氣候差別非常大，因此作為高速動車組核心部件的動力單元變流器應具有高耐候性，而目前我國境內運營的動車組動力單元變流器的最低存儲、運行溫度不低于-40℃，不能滿足歐洲-50℃運行、存儲的要求。

2、當前我國的電氣化鐵道均采用25kV(50Hz)的交流牽引供電系統。在國外，很多國家以及地區并存著多種制式的牽引供電系統。采用多制式切換的機車或動車可以實現國家鐵路、市域軌道交通以及城市軌道交通的跨線運行。這就使得動力單元變流器中電器件數量大量增加，還需要增設用于實現多制式供電的五級接觸器；同時，動力單元變流器功率密度提升導致匹配牽引系統的各電氣部件性能要求提高，體積重量隨之增加；牽引功率密度的提升和動車組速度等級的提升(設計速度提升至400km/h)使得各器件的散熱需求顯著增加，這就要求冷卻單元的冷卻和散熱能力變強，散熱器、風機和水泵的體積均有所增大；另外，為發揮永磁電機功率密度更大、工作效率更高、噪音更低等優勢，每臺動力單元變流器匹配有4臺永磁同步電機(位于動力單元變流器外部)，為避免動力單元變流器停止工作后永磁電機產生的反電勢損壞動力單元變流器的功率模塊等部件，在動力單元變流器內部還需增設4臺永磁接觸器進行電氣隔離，這就進一步增加了電器件的數量、體積和重量。

但是，由于動車組車體的布局限制以及維修空間的限制，為了保證動力單元變流器能夠正常安裝在動車組車體下方同時便于后期拆除維護工作，其箱體的體積目前已經做到了極限，無法繼續增大，目前最大約4m³左右。因此，在箱體總的安裝空間不變的情況下，如何安裝更多數量的器件成為目前亟需解決的問題，這對箱體的緊湊化提出了更高的要求。

3、現有技術中冷卻水管一般為橡膠管，在與冷卻水泵連接時通過橡膠管與金屬接頭插接，并利用卡箍勒緊的方式實現密封。但是，此種連接方式存在很多問題，首先、橡膠管容易老化，在橡膠變形后卡箍會松懈，往往需要靜置一段時間后復打卡箍扭矩來鎖緊，容易導致接頭處漏液；其次、橡膠管在低溫下存在冷脆爆裂的可能，無法適用于-50℃的環境使用。

4、現有技術中一般把斬波電阻安裝在箱體的上方位置，且斬波電阻的正下方為空腔，并未安裝其他器件，當斬波電阻需要維修時，只需將底部板材上相應的底部安裝口打開，將斬波電阻沿豎直方向取下即可。但是，由于底部安裝口附近有用于運行車輪的鐵軌，影響作業空間，操作并不方便；同時底部安裝口處設有底門板，此門板的鎖緊螺栓需要串鋼絲實現防松，為不經常拆卸的結構，拆卸較為繁瑣。因此，斬波電阻的拆裝、維護并不方便。

由此，本發明人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種動車組動力單元變流器用箱體及帶有冷卻單元的箱體，以克服現有技術的缺陷。