轨道车辆车载制动电阻的优化结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及轨道交通装置及其设计技术领域，尤其是轨道车辆车载制动电阻的优化结构。
【背景技术】
[0002]目前，城市轨道交通车辆多采用再生制动与电阻制动相结合的方法，即在列车制动过程中，列车电动机转变为发电机将列车动能转化为电能，通过电路反馈回电网，供给区间内其他轨道车辆使用，完成列车的再生制动。由于在对城市轨道交通设计时，出于安全的考虑，电网电压设定了限定值，即最高电压为1800V，这导致列车制动的再生电能并不能完全反馈回电网；这时轨道车辆车载电阻便起到了重要作用，多余的制动电能将通过电阻器转换成热能后，由冷却空气将热量带入大气中。
[0003]随着列车制动的速度与吨位愈来愈高，地铁制动电阻器的烧损问题也频繁出现，因而对制动电阻的散热性能提出了更高的要求；因此有必要对现有的车载制动电阻提出改进方案。
【实用新型内容】
[0004]针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、安全可靠、散热性能显著的轨道车辆车载制动电阻的优化结构。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]轨道车辆车载制动电阻的优化结构，它包括本体，所述本体包括若干排呈顺排或叉排排列的电阻单元，所述电阻单元包括若干个平行分布的电阻组，所述电阻组由若干片呈上下叠置分布的电阻片构成。
[0007]优选地，所述电阻片的表面上冲压成型有加强筋或切口槽。
[0008]优选地，所述电阻片的材料为Ni30Cr20镍铬合金。
[0009]由于采用了上述方案，本实用新型通过采用叉排的排列方式可有效增强电阻内的空气流动性，提高电阻的散热效果，即空气在其间流动的速度方向经常变化，各部分空气混合流动强狂比较好，空气紊流动能大大增加，换热效果明显改善；其结构简单、具有很强的实用性。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型实施例的车载制动电阻的换热模型示意图；
[0011]图2是本实用新型实施例的车载制动电阻的叉排排列方式的示意图；
[0012]图3是本实用新型实施例的车载制动电阻的顺排排列方式的示意图。
【具体实施方式】
[0013]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由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0014]如图1和图2所示，本实施例提供的轨道车辆车载制动电阻的优化结构，它包括本体，本体包括若干排呈顺排或叉排排列的电阻单元1，电阻单元I包括若干个平行分布的电阻组2，而电阻组2则由若干片呈上下叠置分布的电阻片3构成。通过采用叉排的排列方式可有效增强电阻内的空气流动性，提高电阻的散热效果，如采用叉排排列(所谓叉排是指:将电阻单元I上下错开，使得后一排电阻单元的电阻片处于前一排两行电阻片3的中间位置)时，空气在其间流动的速度方向经常变化，各部分空气混合流动强狂比较好，空气紊流动能大大增加，换热效果明显改善。
[0015]进一步地，可在电阻片3的表面上冲压成型有加强筋。如此，不仅可以增加流过电阻片3表面的流体紊流动能，还可以增加电阻片3的结构刚度，有效防止电阻片3的高温变形。
[0016]进一步地，本实施例的电阻片3的材料优选为Ni30Cr20镍铬合金，以利用材料的热物理性能(诸如彭正系数、比热容、导热系数等)，使得电阻受温度影响的因素降到最低。
[0017]本实施例的电阻结构可采用以下仿真设计方法进行散热效果的理论分析，其包括以下步骤:
[0018]S5，利用三维制图软件(如Proe )根据现有的车载制动电阻的结构尺寸绘制三维实体模型，并将实体模型导入有限元分析软件(如ANSYS)中；
[0019]SI，，利用有限元分析软件(如ANSYS-DesignModeIer功能)建立车载制动电阻的流固耦合模型；
[0020]S2，利用有限元前处理软件(如ICEM CFD)对流固耦合模型进行有限元网格划分；
[0021]S3，利用有限元分析软件设置流固耦合模型的入口边界条件和求解参数；
[0022]S4，利用有限元分析软件进行仿真数值模拟求解，从而完成车载制动电阻的散热过程的仿真结果。
[0023]在步骤S2中，运用有限元前处理软件的拓扑几何映射功能(所谓拓扑几何映射是指建立几何包围整个模型的模块，对模块进行规则地劈分与网格划分，将劈分得到小模块一一与实体模型几何映射，从而实现对模型的网格划分)对流固耦合模型进行六面体网格划分。通过拓扑几何映射功能可提高网格划分速度与迭代计算的收敛性。
[0024]进一步地，在步骤S3中，流固耦合模型的入口边界条件为流体速度或流体流量，如此，入口边界可形成流体流速或流量的边界，因流速或流量是随时间变化的，则可形成仿真的瞬态分析，而出口边界则可采用开放式边界，相对压强为零，其余的为壁面边界；同时，在设置求解参数的同时设置收敛迭代步数；本实施例的收敛迭代步数为100。
[0025]如此，可有效的完成车在制动电阻的仿真设计，为电阻的后续分析提供理论或条件依据。其可通过改变车载制动电阻的结构或者形状(如以将车载制动电阻的排列形式设置为顺排(如图3所示)和叉排(如图1所示)，同时将电阻表面进行冲压加强筋和冲切切口槽处理等几种方式，形成不同的电阻结构或形状)，运用上述方法对不同的车载制动电阻进行仿真数值求解，比较不同的仿真结果，以选择最佳的结构形式；进而本实施例的电阻采用具有叉排排列、冲压加强筋处理的结构形式。
[0026]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.轨道车辆车载制动电阻的优化结构，它包括本体，其特征在于:所述本体包括若干排呈叉排排列的电阻单元，所述电阻单元包括若干个平行分布的电阻组，所述电阻组由若干片呈上下叠置分布的电阻片构成。
2.如权利要求1所述的轨道车辆车载制动电阻的优化结构，其特征在于:所述电阻片的表面上冲压成型有加强筋。
3.如权利要求1或2所述的轨道车辆车载制动电阻的优化结构，其特征在于:所述电阻片的材料为Ni30Cr20镍铬合金。
【专利摘要】本实用新型涉及轨道交通装置及其设计技术领域，尤其是轨道车辆车载制动电阻的优化结构。它包括本体，所述本体包括若干排呈顺排或叉排排列的电阻单元，所述电阻单元包括若干个平行分布的电阻组，所述电阻组由若干片呈上下叠置分布的电阻片构成。本实用新型通过采用叉排的排列方式可有效增强电阻内的空气流动性，提高电阻的散热效果，即空气在其间流动的速度方向经常变化，各部分空气混合流动强狂比较好，空气紊流动能大大增加，换热效果明显改善；其结构简单、具有很强的实用性。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN204463122
【申请号】CN201520040684
【发明人】杨俭, 李联军
【申请人】深圳市富临特科技有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月21日