一种列车用冷却装置的制作方法

本实用新型涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种列车用冷却装置。

背景技术：

目前我国城市轨道交通需求量巨大，促使轨道交通行业飞速发展。这就对轨道车辆提出了新的要求，包括对地铁等车辆的能耗、噪音水平进行严格控制。

现阶段我国的地铁辅助逆变器冷却采用的是一种不调速离心风机进行吹风冷却。该风机只有一种工况，即风机一直以额定最高转速运行，无论地铁辅助逆变器的实际需求是多少，风机总是提供最大风量。这种方式会造成电能浪费和噪音过大，同时也会对风机本身有一定的损耗，现有技术水平难以满足地铁车辆的新要求。

同时在风机工作的过程中，共振也是现有风机设计需要解决的问题。风机和列车之间产生共振会导致风机或车体受损，严重影响风机和车体的使用寿命，同时将会对列车的运行安全产生严重的影响。因此，避免风机和列车产生共振尤为重要。

综上所述，急需一种可以根据地铁辅助逆变器的实际温升进行调速的冷却装置以解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种列车用冷却装置，具体技术方案如下：

一种列车用冷却装置，包括温度监测模块、信号处理模块以及风机模块；所述温度监测模块用于监测列车设备舱内的环境温度并发送温度信号给信号处理模块；所述信号处理模块接收所述温度监测模块发送的温度信号，并将温度信号转换成电信号同时发送给风机模块；

所述风机模块包括变频器和风机，所述变频器接收信号处理模块的电信号，并根据电信号调整输送给风机的频率实现控制风机转速，从而实现根据设备舱内的环境温度改变冷却风的风量大小；所述变频器内设置跳频区段实现风机避开和列车产生共振的转速区间。

以上技术方案中优选的，所述信号处理模块将温度信号转换为0-10V的电信号，所述变频器根据0-10V的电信号调整频率在0-60Hz变化，通过频率在0-60Hz变化控制风机转速在0-3600r/min内变化。

以上技术方案中优选的，在0-60Hz内设置跳频区段从而实现风机避开和列车产生共振的转速区间；0-10V电信号设置为连续变化，风机工作频率包括至少一段连续变化的区间值。

以上技术方案中优选的，所述温度监测模块包括温度传感器，通过所述温度传感器实现采集设备舱内的环境温度，并将温度信号发送给信号处理模块。

以上技术方案中优选的，所述信号处理模块包括变送器，所述变送器用于接收温度监测模块的温度信号，同时将温度信号转换成0-10V的电信号。

以上技术方案中优选的，所述变频器包括底盘、电容、上盖、功率模块以及驱动板；所述上盖内部设有用于安装电容的凹槽，所述功率模块一端设置于驱动板上，一端与上盖贴合实现功率模块散热；所述底盘通过紧固件设置于所述风机上，所述底盘和上盖之间通过紧固件连接。

以上技术方案中优选的，所述驱动板上还设有CPU，通过所述CPU实现设置跳频区段。

以上技术方案中优选的，所述风机包括电机、支撑杆、叶轮、进风道以及安装板；所述叶轮设置于电机的输出轴上，所述支撑杆用于连接电机和安装板且所述安装板设置于靠近叶轮的一侧，所述进风道设置于安装板上且位于所述叶轮的正下方，通过所述安装板实现安装风机；所述变频器通过所述底盘设置于所述电机上且位于远离叶轮的一端。

以上技术方案中优选的，所述底盘上设有6-10mm高的凸台，通过凸台和电机接触实现将底盘和电机之间预留出6-10mm用于散热的间隙。

以上技术方案中优选的，所述上盖的外表面设有用于散热的散热筋，所述上盖材质为铝合金。

应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的冷却装置包括温度监测模块、信号处理模块以及风机模块，其中信号处理模块连接温度监测模块和风机模块，通过温度监测模块对设备舱内的环境温度进行实时监测保证风机模块中风机输送的冷却风满足冷却需求；同时，根据设备舱内的环境温度实时调整风机的转速，使风机风量与设备舱的温度高度匹配，实现智能自动控制，且达到节能的目的，同时还可以降低冷却装置的噪音，提升列车的舒适性。

(2)本实用新型的冷却装置通过在变频器内设置跳频区段实现了电机跳频工作，达到控制风机转速区域的目的，有效的避开和列车发生共振的转速区间，避免了风机与车体发生共振，延长列车和风机的使用寿命，保证了列车的运行安全。

(3)本实用新型的冷却装置将电容安装到上盖的凹槽中，使得电容和凹槽之间接触有利于电容散热，电容产生的热量可以通过上盖快速散到外界；同时将功率模块的一端设置于驱动板上，一端与上盖贴合可以有效的加快散热的效率，使得风机工作在适当的工作温度，延长风机的寿命和保证可靠性。

(4)本实用新型的冷却装置在底盘和电机之间设置6-10mm的凸台，给电机和底盘之间留出6-10mm的间隙进行散热，同时上盖表面设置散热筋且上盖采用铝合金可以大大提升风机模块的散热效果；通过良好的结构设计，保证风机模块优异的散热性能，降低电机和变频器的温升，从而满足轨道交通领域对产品可靠性的要求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型冷却装置中各模块关系示意图；

图2是本实用新型风机结构示意图；

图3是本实用新型变频器爆炸示意图；

图4是本实用新型驱动板底面视图；

图5是本实用新型优选实施例1电信号和环境温度对应关系示意图；

图6是本实用新型优选实施例1电信号和频率对应关系示意图；

图7是本实用新型优选实施例1转速和频率对应关系示意图；

其中，1、变频器，11、底盘，12、电容，13、CPU，14、上盖，15、功率模块，16、驱动板，2、电机，3、支撑杆，4、叶轮，5、进风道，6、安装板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

本实施例以某型号地铁为例，经过研究发现当风机运行在24Hz时会与列车产生共振，因此在对风机进行调速时需要避免风机运行在24Hz的情况下。

参见图1-7，一种列车用冷却装置，包括温度监测模块、信号处理模块以及风机模块；所述温度监测模块用于监测列车设备舱内的环境温度并发送温度信号给信号处理模块；所述信号处理模块接收所述温度监测模块发送的温度信号，并将温度信号转换成电信号同时发送给风机模块；

所述风机模块包括变频器1和风机，所述变频器1接收信号处理模块的电信号，并根据电信号调整输送给风机的频率实现控制风机转速(即变频调速)，从而实现根据设备舱内的环境温度改变冷却风的风量大小，所述冷却风用来对设备舱进行散热同时可以根据设备舱内的实时温度进行实时调整，具体是：风机转速越大，风机输送给设备舱的风量越大，带走设备舱的热量也越多，从而可降低设备舱温度；而设备舱温度变化，也会引起温度监测模块的温度信号变化，从而调整风机运行在最合适的转速上，既实现了对设备舱进行散热冷却，又可以达到节约能源和降低噪音的目的。

所述变频器1内设置跳频区段实现风机避开和列车产生共振的转速区间。

所述信号处理模块将温度信号线性转换为0-10V的电信号，所述变频器根据0-10V的电信号调整频率在0-60Hz变化，通过频率在0-60Hz变化线性控制风机转速在0-3600r/min内变化。

在0-60Hz内设置跳频区段从而实现风机避开和列车产生共振的转速区间；0-10V电信号设置为连续变化，风机工作频率包括至少一段连续变化的区间值。

优选的，由于本实施例中风机运行在24Hz时会与列车发生共振，因此将跳频区段设置为21-27Hz以实现避开与列车产生共振的频率。由于不同列车与风机产生共振的转速不一样，因此跳频区段可以根据列车的实际情况设置。

其中，环境温度和电信号之间的对应关系参见图5，温度为20℃时对应0V，温度为50℃及以上时对应10V；

电信号和频率之间的对应关系参见图6，电信号0-3.5V对应0-21Hz，3.5-3.9V对应21Hz，4-4.5V对应27Hz，4.5-10V对应27-60Hz，本实施例中风机工作频率由两段连续变化的区间值组成，即0-21Hz和27-60Hz(在频率调节的过程中，21-27Hz会快速通过，风机不会在21-27Hz频率区段进行工作)。

频率和转速的对应关系参见图7，将跳频区段设置为21-27Hz时风机不会工作在1260r/min-1620r/min的转速区间。

所述温度监测模块包括温度传感器，通过所述温度传感器实现采集设备舱内的环境温度，并将温度信号发送给信号处理模块；优选的，所述温度传感器为热敏电阻，热敏电阻的阻值随环境温度的增加而增加，所以温度监测模块传送给信号监测模块的为热敏电阻的阻值信号。

所述信号处理模块包括变送器，所述变送器用于接收温度监测模块的温度信号(即热敏电阻的阻值信号)，同时将温度信号线性转换成0-10V的电信号。

参见图2至图4，所述变频器1包括底盘11、电容12、上盖14、功率模块15以及驱动板16；所述上盖14内部设有用于安装电容12的凹槽，所述功率模块15一端设置于驱动板16上，一端与上盖14贴合实现功率模块散热；所述驱动板通过紧固件设置于所述上盖内，所述功率模块固定于所述驱动板上；所述底盘通过紧固件设置于所述风机上，所述底盘和上盖之间通过紧固件连接(变频器的工作原理参照现有技术，本实施例中不再进行描述)。

所述驱动板16上还设有CPU13，通过所述CPU实现设置跳频区段，通过对CPU编程设置21-27HzD的跳频区段，详见图6，设置电信号0-3.5V对应0-21Hz，3.5-3.9V对应21Hz，4-4.5V对应27Hz，4.5-10V对应27-60Hz。

所述风机包括电机2、支撑杆3、叶轮4、进风道5以及安装板6；所述叶轮设置于电机的输出轴上，并通过轴头挡板、圆螺母止动垫圈和圆螺母锁紧，保证叶轮4与电机2紧密配合无滑动。所述支撑杆用于连接电机和安装板且所述安装板设置于靠近叶轮的一侧，所述进风道设置于安装板上且位于所述叶轮的正下方，通过所述安装板实现安装风机。

优选的，所述支撑杆和电机之间以及支撑杆和安装板之间采用紧固件进行连接，所述进风道通过紧固件设置于安装板上。

所述变频器通过所述底盘设置于所述电机上且位于远离叶轮的一端；所述底盘上设有6-10mm高的凸台，通过凸台和电机接触实现将底盘和电机之间预留出6-10mm用于散热的间隙，本实施例中优选6mm。

所述上盖14的外表面设有用于散热的散热筋，所述上盖材质为铝合金。

优选的，所述紧固件为螺栓或螺母，或者是螺栓和螺母的组合；可以根据实际情况选用合适的紧固件。

应用本实施例的技术方案，具体是：

根据风机与列车产生共振的转速设置对应的跳频区段，将温度监测模块设置于设备舱内，启动冷却装置即可以实现对设备舱进行散热冷却。

应用本实用新型的技术方案，效果是：

本实用新型的冷却装置既实现了风机根据设备舱的环境温度进行无极调速，又可以避开和列车发生共振的转速区间，保证了列车的正常运行；根据环境温度匹配风机的转速可以有效的节约能源，同时可以降低风机运行的噪音，提升列车的舒适性；通过在上盖上设置散热筋、将电容、功率模块直接与上盖接触、在变频器和电机之间预留散热间隙等措施大大的提升了风机的散热性能，保证了风机的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。