一种胶轮导轨电车永磁电机冷却装置的制作方法

本发明涉及换热技术领域，具体地说是涉及一种胶轮导轨电车永磁电机冷却装置。

背景技术：

目前，已有导轨电车冷却技术中，两种关键部件—永磁电机和制动电阻的散热通常配置两套独立的冷却装置，结构不紧凑，所占机车空间总体积大、总重量重、总辅助功率消耗高。因此，有必要提供一种集成度高的冷却装置以解决上述问题。

技术实现要素：

基于此，为解决在现有技术所存在的不足，特提出了一种胶轮导轨电车永磁电机冷却装置。

一种胶轮导轨电车永磁电机冷却装置，所述冷却装置包括箱体框架，该箱体框架内设置有制动电阻，其特征在于，所述箱体框架内还包括：第一风冷环路结构、第二风冷环路结构和液冷环路结构；其中，所述第一风冷环路结构与第二风冷环路结构呈轴对称布置于所述箱体框架内，用于分别吸入来自所述箱体框架两侧低温空气，使得所述低温空气与所述液冷环路结构的高温冷却液完成对流换热过程，并使得换热后的空气继续对制动电阻进行空气冷却后排出；所述液冷环路结构与所述永磁电机的进/出液口相连通，用于将冷却后的冷却液流向永磁电机内部对其进行液冷换热并排出高温冷却液。

可选的，在其中一个实施例中，所述箱体框架内还包括空气出口过滤器，且所述第一风冷环路结构包括第一空气进口过滤器、第一散热器、第一风机，其中，所述第一空气进口过滤器布置于所述箱体框架任意一侧的端板上，其用于过滤来自所述箱体框架外的低温空气；所述第一散热器的空气侧与所述第一空气进口过滤器相对布置，该散热器的液体侧与所述液冷环路结构相连通；所述第一风机与所述第一散热器的空气侧相对布置，其用于将完成对流换热过程的空气吹向所述制动电阻；所述第二风冷环路结构包括第二空气进口过滤器、第二散热器、第二风机，其中，所述第二空气进口过滤器布置于所述箱体框架另一侧的端板上，其用于过滤来自所述箱体框架外的低温空气；所述第二散热器的空气侧与所述第二空气进口过滤器相对布置，该散热器的液体侧与所述液冷环路结构相连通；所述第二风机与所述第二散热器的空气侧相对布置，其用于将完成对流换热过程的空气吹向所述制动电阻。

可选的，在其中一个实施例中，所述第一风冷环路结构与所述第二风冷环路结构还包括布置于所述第一风机/所述第二风机外围的风机护板；所述箱体框架底部布置有空气导流板，所述空气导流板，该空气导流板用于与所述风机护板相互配合以引导完成对流换热过程的空气流经制动电阻的散热片并自所述空气出口过滤器排出。

可选的，在其中一个实施例中，所述空气导流板包括导流折弯板、两个相对布置于所述导流折弯板上的辅助导流板以及两个用于将所述导流折弯板固定于所述箱体框架底部的安装板。

可选的，在其中一个实施例中，所述导流折弯板的折弯角度为钝角。

可选的，在其中一个实施例中，所述液冷环路结构包括：

输送管路，该输送管路分别与所述永磁电机的进/出液口、所述第一散热器的液体侧、所述第二散热器的液体侧相连通；

水泵，该水泵分别与所述第一散热器的液体侧、所述第二散热器的液体侧相连通；

以及膨胀水箱，该膨胀水箱与所述第一散热器的液体侧或者所述第二散热器的液体侧以及水泵相连通。

可选的，在其中一个实施例中，所述膨胀水箱连接有浮球液位开关。

可选的，在其中一个实施例中，所述水泵与所述第一散热器的液体侧或者所述第二散热器的液体侧相连通的管路上布置有压力变送器。

可选的，在其中一个实施例中，所述第一散热器的液体侧与所述第二散热器的液体侧均配置有温度传感器。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

本发明采用整体配套设计方法进行冷却结构改进，即利用一个换热模块同时对永磁电机冷却液和制动电阻进行强迫通风冷却，达到了在满足永磁电机与制动电阻的冷却要求的前提下，更兼具体积小、重量轻、结构紧凑、集成度高、噪音低、辅助功率消耗低等优点。因此可以说本发明为轨道交通移动装备冷却系统提供了一种新的技术，可广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中所述冷却装置工作原理示意图；

图2为一个实施例中所述冷却装置结构示意图；

图3为一个实施例中所述空气导流板结构示意图；

图4为一个实施例中所述空气导流板侧视对应的结构示意图；

图中：1-1、第一空气进口过滤器，1-2、第二空气进口过滤器，2、输送管路，3、第一散热器，4、温度传感器，5、膨胀水箱，6、第一风机，7、风机护板，8、空气出口过滤器，9、制动电阻，10、第二风机，11、第二散热器，12、永磁电机，13、空气导流板，13-1、安装板，13-2、辅助导流板，13-3、导流折弯板，14、水泵，15、压力变送器，16、浮球液位开关，17、箱体框架，18、电连接器，19、线缆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，且类似地，可将第二元件为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元件，但其不是同一元件。

为了满足机车减重的需求，克服现有技术中的不足之处，为铁路运输提供一种集成度高、散热能力强、重量轻、体积小、辅助功率消耗低的冷却装置，在本实施例中，特提出了一种胶轮导轨电车永磁电机冷却装置，如图1-4所示，所述冷却装置包括箱体框架17，该箱体框架17内设置有制动电阻9，其特征在于，所述箱体框架17内还包括：第一风冷环路结构、第二风冷环路结构和液冷环路结构；其中，所述第一风冷环路结构与第二风冷环路结构呈轴对称布置于所述箱体框架17内，用于分别吸入来自所述箱体框架17两侧外部的低温空气，使得所述低温空气与所述液冷环路结构的高温冷却液完成对流换热过程，并使得完成对流换热过程的换热空气能够继续对制动电阻进行空气冷却并排出；所述液冷环路结构与所述永磁电机的进/出液口相连通，用于将冷却后的冷却液流向永磁电机内部对其进行液冷换热并排出高温冷却液。上述方案中所述空气环路部分呈轴对称布置，使得空气从两侧水平进入，从所述箱体框架17中间的顶部垂直排出即通过在所述箱体框架内配置第一风冷环路结构、第二风冷环路结构和液冷环路结构来实现将永磁电机液冷方案和制动电阻风冷方案集成设计为一种同时完成液冷、空冷换热处理的冷却结构，以同时对永磁电机进行液冷换热和制动电阻的风冷换热处理。具体的所述冷却装置工作时，空气环路部分的低温空气在第一散热器3和第二散热器11分别内与冷却液环路结构的高温冷却液完成对流换热过程，低温空气吸收冷却液热量后继续对制动电阻9的散热片进行空气冷却，随后高温空气最后从车顶的空气出口过滤器8排出；与此同时，冷却后的冷却液流向永磁电机12内部对其进行液冷，从而实现一套冷却装置同时冷却永磁电机12和制动电阻9的目的。

在一些具体的实施例中，所述箱体框架还布置有用于过滤并防止框架外的杂物进入制动电阻的空气出口过滤器8，且所述第一风冷环路结构包括第一空气进口过滤器1-1、第一散热器3、第一风机6，其中，所述第一空气进口过滤器1-1布置于所述箱体框架17任意一侧的端板上，其用于过滤来自箱体框架外部的低温空气；所述第一散热器3的空气侧与所述第一空气进口过滤器1-1相对布置，该散热器的液体侧与所述液冷环路结构相连通；所述第一风机6与所述第一散热器3的空气侧相对布置，其用于将低温空气从外部吸入并完成对流换热过程的空气吹向所述制动电阻；所述第二风冷环路结构包括第二空气进口过滤器1-2、第二散热器11和第二风机10，其中，所述第二空气进口过滤器1-2布置于所述箱体框架17另一侧的端板上，其用于过滤来自箱体框架外部的低温空气；所述第二散热器11的空气侧与所述第二空气进口过滤器1-2相对布置，该散热器的液体侧与所述液冷环路结构相连通；所述第二风机10与所述第二散热器11的空气侧相对布置，其用于将低温空气从外部吸入并完成对流换热过程的空气吹向所述制动电阻，且所述第一风冷环路结构包括布置于所述第一风机外围的风机护板、所述第二风冷环路结构也包括布置于所述第二风机外围的风机护板7，其通过安装支座固定有第一风机/第二风机10，所述风机护板7用于与空气导流板13配合引导完成对流换热过程的空气吹向所述制动电阻9。所述相对布置是指两者相邻且一一对应布置。

在一些具体的实施例中，所述箱体框架17底部布置有空气导流板13，所述空气导流板13，该空气导流板13用于与风机护板7相互配合引导完成对流换热过程的空气流经制动电阻的散热片并自所述空气出口过滤器排出。

在一些具体的实施例中，所述空气导流板13包括设置于制动电阻下方的导流折弯板13-3、两个相对布置于所述导流折弯板上的辅助导流板13-2以及两个用于将所述导流折弯板固定于所述箱体框架17底部的安装板13-1，其中，所述导流折弯板为一折弯板，折弯角度一般为钝角。以通过导流折弯板引导完成对流换热过程的空气流经制动电阻的散热片并向上自所述空气出口过滤器排出。

在一些具体的实施例中，所述液冷环路结构包括：输送管路2，该输送管路2分别与所述永磁电机的进/出液口、所述第一散热器的液体侧、所述第二散热器的液体侧相连通；水泵14，该水泵14分别与所述第一散热器的液体侧、所述第二散热器11的液体侧相连通；以及膨胀水箱5，该膨胀水箱5与所述第一散热器的液体侧或者所述第二散热器11的液体侧以及水泵相连通。在更具体的实施例中，所述膨胀水箱连接有浮球液位开关16，所述浮球液位开关16设置在所述膨胀水箱上，用于监视膨胀水箱液位，其能够实时监测水箱水位，如果存在漏液等问题，则能监测到水位下降，并在超限时报警。

在一些具体的实施例中，所述水泵14和所述膨胀水箱5设置在所述第一散热器与所述第一风机之间；所述水泵14与所述第一散热器的液体侧或者所述第二散热器11的液体侧相连通的管路上布置有压力变送器15，所述压力变送器15设置在所述水泵的出液管上以监视水泵的泵送性能；该压力变送器15能够把压力传感器采集到的微弱的电信号放大以便转送或启动控制元件，或将传感器输入的非电量转换成电信号的同时进行放大以便供远方测量和控制的信号源。本例中设置压力变送器15的目的是保证存在所述液冷环路结构里面有气体、流量不足或者压力不足时候，如阻塞、压力超标等情况时，通过压力大小判断所述液冷环路是否正常运行并可以依据需要进一步配置报警模块对液冷环路进行工作状态监测。

在一些具体的实施例中，所述第一散热器的液体侧与所述第二散热器11的液体侧均配置有温度传感器4，具体的，所述温度传感器4也可以分别设置在所述第一散热器的出液口、所述第二散热器11的进液口和所述制动电阻的进气口，以监视冷却装置的冷却性能；设置温度传感器4的目的如下：1.对冷却系统性能监测判断，2.对被冷却对象，如制动电阻、电机进行监测保护，如超过正常工作温度，则判断存在故障并报警；3.还可以配置温度调速机制，即所述温度调速机制是基于预先设置的器件温度与风机风扇转速的调速关系来实时调整风扇转速，若温度低于低温阈值时，可以使得风机风扇处于低转速状态，若温度高于高温阈值时，可以使得风机风扇处于高转速状态，具体调节可以通过高低速切换或者变频控制调整转速。

在一些具体的实施例中，所述制动电阻9与所述箱体框架17之间由绝缘子隔离，保证制动电阻9与冷却装置箱体框架17之间的绝缘性能。

在一些具体的实施例中，所述第一风机与第二风机、所述水泵14的线缆19通过电连接器18与整车供电系统连接，所述温度传感器4、压力变送器15和浮球液位开关16信号线也通过电连接器18与整车连接，以实现拆装维护便利。

所述制动电阻9设置在所述箱体框架17上的所述两各风机6和10之间，制动电阻9上方设置空气出口过滤器8；所述线缆19和所述水管路2分别设置在所述箱体框架17的前后两侧。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

采用了上述技术方案之后，本发明兼具了体积小、重量轻、结构紧凑、集成度高、噪音低、辅助功率消耗低等优点。可以说本发明为轨道交通移动装备冷却系统提供了一种新的技术，完全可以广泛推广。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。