专利名称：一种变流器功率模块冷却装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冷却装置领域，特别是涉及一种变流器功率模块冷却装置。
背景技术：
变流器被喻为机车传动系统的心脏。变流器是由多个功率模块组成，当变流器正常工作时，各个功率模块会产生一定的热量。如果热量散发不及时将导致功率模块及其环境温度上升，严重影响功率模块工作的稳定性及使用寿命。目前，常见的变流器功率模块冷却方式有水冷、强迫风冷、油冷等，由于水冷具备冷却效果好、清洁、经济等各方面的综合优势而被广泛采用，然而目前常用的水泠装置在结构、冷却效果等方面仍存在如下缺陷变流器内部需降温的功率模块数量较多，采用水分配器支流冷却方式会导致连接水管的数量增多，造成材料的浪费；串联式的冷却方式会使水管压力损失较大，降低了对功率模块的冷却效果。水冷装置只对产生热量的功率模块进行直接冷却，而忽略了通过降低变流器内部功率模块的环境温度也可以实现对功率模块进行间接降温。提供冷却液循环动力的水泵被集成在变流器内部，使得变流器的结构相对复杂， 增加制造成本，同时，体积与重量相应增大，给搬运和运输带来诸多不便。申请号为200810079993. 0的中国实用新型专利申请公开了一种用于变流器功率模块的水冷却装置，该装置的结构简图如图Ia和图Ib所示，水泵3上安装了水分配器2，进水管22将水分配器与功率模块快速接头4相连，出水管13将功率模块快速接头4与支撑箱体6内的固定水分配器11相连，散热器10最后通过输入水管14、充水阀门14与水泵相连形成闭合回路。该装置利用水分配器结合多支流管对多个功率模块进行降温，但使用的水管数量较多，造成变流器内部水管的布置复杂及管材、空间的浪费。申请号为200620137201. 7的中国实用新型专利申请公开了一种具并联流道的水冷系统及其汇流装置，其结构简图如图2所示，冷却液从输入管讨流到汇流装置1，经第一入水口 111、第二入水口 112进入冷却基块23、43，分别经第一出水口 121、第二出水口 122 到达汇流装置，最后经输出管51进入水冷排6形成闭合回路。该装置利用主管53、52输送和回收冷却液，利用汇流装置完成对多个功率模块的冷却功能。当功率模块的数量较多且分布位置不规则时，会使汇流装置结构变得十分复杂，增加了冷却装置的设计、制造成本。因此，如何提供一种变流器功率模块水冷装置，既可以克服变流器内部水管的布置复杂，管材、空间的浪费，也可以解决当功率模块的数量较多且分布位置不规则时，汇流装置结构复杂的问题，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种变流器功率模块水冷装置，既可以克服变流器内部水管的布置复杂，管材、空间的浪费，也可以解决当功率模块的数量较多且分布位置不规则时，汇流装置结构复杂的问题。本实用新型提供一种变流器功率模块冷却装置，所述装置包括调节冷却液流量的进液阀，与所述进液阀相连的主进液管，与所述主进液管相连通的多个分进液管，以及分别与每个所述分进液管相连通的功率模块散热基板；每个功率模块基板与分出液管相连通，所述分出液管汇流至总出液管，经出液阀汇流到冷却塔；所述进液阀通过液泵与冷却塔相连通，所述液泵集成在所述冷却塔中；所述主进液管、主出液管直径大于所述分进液管、分出液管的直径。优选地，每个与所述功率模块散热基板相连通的分进液管与分出水管的长度之和的长度相等。优选地，所述装置进一步包括空气散热器，所述空气散热器通过分进液管与主进液管和主出液管相连通。优选地，所述空气散热器通过快速接头软管/喉卡与所述分进液管相安装。优选地，所述分进液管与所述功率模块散热基板通过快速接头软管/喉卡相安装。优选地，多个所述功率模块散热基板并连在所述主进液管、主出液管之间。优选地，所述装置进一步包括安装在主进液管、主出液管上的温度传感器和/或压力传感器。优选地，所述进液阀、出液阀，主进液管、主出液管上分别安装有防尘帽。优选地，所述主进液管、主出液管直径是所述分进液管、分出液管的直径的2-3倍。优选地，所述主进液管、主出液管采用不锈钢材料，分进液管、分出液管采用橡胶软管材料。[0024]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置，兼顾了汇流装置的液冷系统的结构特点，以及液分配器多支管冷却具有易操作性等优点。本实用新型所述主进液管、主出液管直径大于所述分进液管、分出液管的直径，即使用直径较粗的管道作为输送及回流的主管道，而使用直径较小的管道分流后对各个功率模块进行冷却，有效地减小了液冷系统的压力损失，极大程度地减少了管道的使用数量，使变流器内部管道布置变得简洁，也有利于变流器内部的空气流通，改善了功率模块的冷却效果。为了简化变流器内部结构，减轻变流器的重量，本实用新型将液泵的安装结构集成到变流器的外部配套设备(冷却塔)中，给变流器的运输及安装带来方便。
图Ia和图Ib为现有变流器功率模块的水冷却装置一种结构示意图；图2为现有并联流道的水冷系统及其汇流装置一种结构示意图；图3为本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置主视图； 图4为图3所示A-A向剖视图。
具体实施方式
本实用新型的目的是提供一种变流器功率模块冷却装置，既可以克服变流器内部液管的布置复杂，管材、空间的浪费，也可以解决当功率模块的数量较多且分布位置不规则时，汇流装置结构复杂的问题。为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型所述变流器功率模块冷却装置作进一步详细的说明。参见图3和图4，图3为本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置主视图； 图4为本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置轴侧图。本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置，包括调节冷却液流量的进液阀⑨，与所述进液阀⑨相连的主进液管@,与所述主进液管@相连通的多个分进液管 ④，以及分别与每个所述分进液管④相连通的功率模块散热基板②；每个功率模块基板② 与分出液管⑦相连通，所述分出液管⑦汇流至总出液管③，经出液阀⑧汇流到冷却塔(图中未示出)。所述进液阀⑨通过液泵(图中未示出)与冷却塔相连通，所述液泵集成在所述冷却塔中。所述主进液管 、主出液管③直径大于所述分进液管④、分出液管⑦的直径。为了有效地减少管路中的压力随时，所述主进液管、主出液管直径是所述分进液管、分出液管的直径的2-3倍。所述主进液管@和主出液管③的直径可以相等，所述主进液管@和主出液管 ③的直径优选可以为50mm。所述分进液管④和分出液管⑦的直径可以相等，所述分进液管④和分出液管⑦的直径优选可以为19mm。为了便于本领域技术人员的理解，下面具体结合图3具体说明本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置的工作过程。冷却塔中输出含有添加剂的冷却液，该冷却液可以由乙二醇与水混合而成，乙二醇与水比例分配可以是56 %、44%。冷却液首先由进液阀⑨进入主进液管@，然后经过分进液管④进入六个功率模块散热基板②，再吸收由功率模块释放的热量及空气环境中的热量后，冷却液通过分出液管⑦汇流到主出液管③，最后经过出液阀⑧回流到冷却塔中，在冷却塔中完成与外界环境的热量交换，由此形成冷却液的循环。功率模块散热基板②可以根据需要设置多个，图3和图4中为6个功率模块散热基板②的优选实施例。本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置的多个功率模块冷却基板并连在本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置中，即多个所述功率模块散热基板并连在所述主进液管、主出液管之间，这样可以有效地减少管道内的压力损失。本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置，兼顾了汇流装置的液冷系统的结构特点，以及液分配器多支管冷却具有易操作性等优点。本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置采用主进、出水管的使用使得变流器内部水管数量减少，不仅节约了管材，同时也有利于变流器内部空气流动。本实用新型所述主进液管、主出液管直径大于所述分进液管、分出液管的直径，即使用直径较粗的管道作为输送及回流的主管道，而使用直径较小的管道分流后对各个功率模块进行冷却，有效地减小了液冷系统的压力损失，极大程度地减少了管道的使用数量，使变流器内部管道布置变得简洁，也有利于变流器内部的空气流通，改善了功率模块的冷却效果。为了简化变流器内部结构，减轻变流器的重量，本实用新型将液泵的安装结构集成到变流器的外部配套设备(冷却塔)中，给变流器的运输及安装带来方便。为了确保各个功率模块散热均勻，尽可能保证与各个功率模块散热基板的相连的分进水管与分出水管的长度之和相等。为了降低变流器内部环境温度，在变流器内部配置了一个空气散热器，所述空气散热器⑤通过分进液管与主进液管@和主出液管③相连通。具体可以利用快速接头软管 /喉卡①将空气散热器⑤与主进液管@和主出液管③相连通。所述空气散热模块有效地降低了变流器内部的环境温度，增强了本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置的冷却能力。所述分进液管④与所述功率模块散热基板②也可以通过快速接头软管/喉卡① 相安装。本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置还可以包括安装在主进液管 @、主出液管③上的温度传感器@，可以对主进液管(§)、主出液管③中温度进行测量，对变流器功率模块冷却装置状态进行实时监控，保障变流器安全工作。本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置还可以包括安装在主进液管 @、主出液管③上的压力传感器可以对主进液管@、主出液管③中压力进行测量，对变流器功率模块冷却装置状态进行实时监控，保障变流器安全工作。为了防止灰尘进入管路，在所述进液阀⑨、出液阀⑧，主进液管@、主出液管③上可以分别安装有防尘帽@。所述主进液管、主出液管可以采用不锈钢材料，防止冷却液的腐蚀。分进液管、分出液管可以采用橡胶软管材料。此外，本实用新型实施例所述变流器功率模块冷却装置的进液阀⑨、出液阀⑧可以采用蝶形阀形式，不仅可以在拆卸变流器时实现对进、出水管的密封，防止冷却液泄漏， 而且还可以通过调节进液阀⑨、出液阀⑧来调节冷却液的流量。以上对本实用新型所提供的所述变流器功率模块冷却装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种变流器功率模块冷却装置，其特征在于，所述装置包括调节冷却液流量的进液阀，与所述进液阀相连的主进液管，与所述主进液管相连通的多个分进液管，以及分别与每个所述分进液管相连通的功率模块散热基板；每个功率模块基板与分出液管相连通，所述分出液管汇流至总出液管，经出液阀汇流到冷却塔；所述进液阀通过液泵与冷却塔相连通，所述液泵集成在所述冷却塔中；所述主进液管、主出液管直径大于所述分进液管、分出液管的直径。
2.根据权利要求1所述变流器功率模块冷却装置，其特征在于，每个与所述功率模块散热基板相连通的分进液管与分出水管的长度之和的长度相等。
3.根据权利要求1所述变流器功率模块冷却装置，其特征在于，所述装置进一步包括空气散热器，所述空气散热器通过分进液管与主进液管和主出液管相连通。
4.根据权利要求3所述变流器功率模块冷却装置，其特征在于，所述空气散热器通过快速接头软管/喉卡与所述分进液管相安装。
5.根据权利要求1所述变流器功率模块冷却装置，其特征在于，所述分进液管与所述功率模块散热基板通过快速接头软管/喉卡相安装。
6.根据权利要求1所述变流器功率模块冷却装置，其特征在于，多个所述功率模块散热基板并连在所述主进液管、主出液管之间。
7.根据权利要求1所述变流器功率模块冷却装置，其特征在于，所述装置进一步包括 安装在主进液管、主出液管上的温度传感器和/或压力传感器。
8.根据权利要求1所述变流器功率模块冷却装置，其特征在于，所述进液阀、出液阀， 主进液管、主出液管上分别安装有防尘帽。
9.根据权利要求1所述变流器功率模块冷却装置，其特征在于，所述主进液管、主出液管直径是所述分进液管、分出液管的直径的2-3倍。
10.根据权利要求1所述变流器功率模块冷却装置，其特征在于，所述主进液管、主出液管采用不锈钢材料，分进液管、分出液管采用橡胶软管材料。
专利摘要一种变流器功率模块冷却装置，包括调节冷却液流量的进液阀，与所述进液阀相连的主进液管，与所述主进液管相连通的多个分进液管，以及分别与每个所述分进液管相连通的功率模块散热基板；每个功率模块基板与分出液管相连通，所述分出液管汇流至总出液管，经出液阀汇流到冷却塔；所述进液阀通过液泵与冷却塔相连通，所述液泵集成在所述冷却塔中；所述主进液管、主出液管直径大于所述分进液管、分出液管的直径。本实用新型提供一种变流器功率模块水冷装置，既可以克服变流器内部水管的布置复杂，管材、空间的浪费，也可以解决当功率模块的数量较多且分布位置不规则时，汇流装置结构复杂的问题。
文档编号H02M1/00GK202050353SQ201120088930
公开日2011年11月23日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者丁杰, 唐威, 张义, 张陈林, 忻力, 李彦涌, 李鹏, 饶沛南, 马伯乐, 黄南 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司