辅助变流器的制作方法

1.本发明涉及轨道交通中辅助电源系统技术领域，具体涉及一种辅助变流器。


背景技术：

2.功率器件的冷却方式主要有自然冷却、强迫风冷、水冷等。现有轨道交通上运用的辅助变流器通常安装在车体底部，其安装空间非常有限，尤其进风空间非常小，但是功率需求又较大，因此产品对散热要求非常高，通常采用强迫风冷方式进行散热。强迫风冷型辅助变流器需设计符合要求的整体散热风道，结构设计复杂，往往由于风道较长，风阻较大，导致风道末端器件散热效果变差，同时风道不便于清理，且需将散热器件及模块的散热器布置于风道内部，并利用风机产生一定流量的风带走热量从而冷却器件，从而增加了整机的故障源及噪声、振动源，降低了产品的可靠性和舒适性。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种辅助变流器，采用自然冷却技术，取消了散热风机，减少了整机的故障源及噪声、振动源，提高了产品的可靠性和舒适性，取消了整体的散热风道，结构简单，维护简单便捷。
4.为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
5.一种辅助变流器，包括高压模块腔、低压模块腔和磁性器件腔，其中，高压模块腔和低压模块腔内均设置有热管散热器，磁性器件腔上相对设置有进风口和出风口，进风口的气流与磁性器件腔内的气流上升的方向一致。
6.根据本发明的辅助变流器，柜体分别布局设计了三大散热空间，各个腔体相互独立隔离，能够保证各个散热器件的热量互不干扰影响，提高散热效率。热管散热器是一种高效能的传热元件，解决了模块在完全自然冷却的工况下损耗散热难的问题，不需要配备散热风机等其他辅助散热措施就可以满足散热要求，磁性器件腔体作为一个独立的散热腔体，进风口的气流与腔室内的气流上升方向一致，保证腔体能以自然对流的方式进行散热。因此，根据本发明的辅助变流器，采用自然冷却技术，取消了散热风机，减少了整机的故障源及噪声、振动源，提高了产品的可靠性和舒适性，取消了整体的散热风道，结构简单，维护简单便捷。
7.对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。
8.根据本发明的辅助变流器，在一个优选的实施方式中，高压模块腔和低压模块腔分别相对设置在磁性器件腔的两侧。
9.采用上述对称布置的方式，能够使得整个产品的结构简单紧凑，便于布置在车体上，且能够保证与车体的连接稳定可靠。
10.进一步地，在一个优选的实施方式中，高压模块腔和低压模块腔沿车体的宽度方向布置。
11.进一步地，高压模块腔和低压模块腔沿车体宽度方向对称布置，在列车运行过程
中，不存在相互挡风，可以额外地充分利用列车走行风进一步冷却提高散热效率。
12.具体地，在一个优选的实施方式中，进风口位于磁性器件腔的底部，出风口位于磁性器件腔的顶部。
13.底部作为进风口，底部作为出风口，进风口的气流与腔室内的气流上升方向一致，保证腔体能以自然对流的方式进行散热的同时能够尽可能提高散热效果，且结构简单。
14.进一步地，在一个优选的实施方式中，进风口和出风口处均设有盖板，盖板上设有散热通风孔。
15.通过在进风口和出风口设置具有散热通风孔的盖板，在不影响散热性能的前提下有效保护集成在磁性器件腔内的谐振变压器、斩波电抗器等一系列磁性器件。
16.进一步地，在一个优选的实施方式中，辅助变流器包括柜门和柜体，柜门与柜体之间设置有至少两组限位结构。
17.采用多组限位结构实现柜门打开过程中的多级限位模式，可以根据维护需求选择柜门的打开角度，从而提高维护的便捷性和整个辅助变流器的适用性。
18.具体地，在一个优选的实施方式中，柜门与柜体之间设置有第一预设打开角度限位结构、第二预设打开角度限位结构和第三预设打开角度限位结构。
19.具体地，门锁开启后，柜门打开至第一预设角度，例如20
°
，会有第一级限位，需要开启第一预设打开角度限位结构才能进一步打开柜门，由于有第二预设打开角度限位结构，柜门打开至第二预设角度，例如90
°
，会有第二级限位，当需要维护柜体内器件时，可打开第二预设打开角度限位结构，柜门打开至第三预设角度，例如180
°
，在一些特定情况下，如需要将柜门从柜体拆卸下来，可打开第三预设打开角度限位结构，将柜门完全拆卸下来。
20.具体地，在一个优选的实施方式中，第一预设打开角度限位结构包括分别与柜门和柜体连接的限位挂钩。
21.通过限位挂钩实现柜门在预设角度限位，结构简单，易于布置和操作，即使门锁失效也能保证柜门不会完全开启。
22.具体地，在一个优选的实施方式中，第二预设打开角度限位结构包括分别与柜门和柜体连接的安全绳和挂扣。
23.相对限位挂钩，安全绳和挂扣的配合，方便柜门更大打开角度的限位，限位过程中稳定可靠，且限位和解除限位的操作简单便捷。
24.具体地，在一个优选的实施方式中，第三预设打开角度限位结构包括分别与柜门和柜体连接的铰链。
25.铰链方便实现柜门与柜体的连接，柜门开启及关闭过程中均以铰链为中心进行旋转，在一些特定情况下，如需要将柜门从柜体拆卸下来，只需松脱铰链处的螺栓，即可将柜门完全拆卸下来。
26.相比现有技术，本发明的优点在于：采用自然冷却技术，取消了散热风机，减少了整机的故障源及噪声、振动源，提高了产品的可靠性和舒适性，取消了整体的散热风道，结构简单，维护简单便捷。
附图说明
27.在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
28.图1示意性显示了本发明实施例的辅助变流器的主电路；
29.图2示意性显示了本发明实施例的辅助变流器的整体结构；
30.图3示意性显示了本发明实施例中的柜门在第一预设限位角度的安装结构；
31.图4示意性显示了本发明实施例中的柜门在第二预设限位角度的安装结构；
32.图5示意性显示了本发明实施例中的柜门在第三预设限位角度的安装结构。
33.在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
34.下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。
35.图1示意性显示了本发明实施例的辅助变流器10的主电路。图2示意性显示了本发明实施例的辅助变流器10的整体结构。图3示意性显示了本发明实施例中的柜门5在第一预设限位角度的安装结构。图4示意性显示了本发明实施例中的柜门5在第二预设限位角度的安装结构。图5示意性显示了本发明实施例中的柜门5在第三预设限位角度的安装结构。
36.如图1所示，本发明实施例的辅助变流器10的主电路主要由输入滤波电路、降压斩波电路、llc隔离电路、dc/ac逆变电路、dc/dc充电机电路、输出滤波电路、acu1控制单元等组成，可将输入的dc750v转换为3ac220v/60hz和dc72v输出，并实现输入输出间的电气隔离。根据主电路功能以及器件损耗散热量将辅助变流器的功率器件进行集成划分为三大散热模块，其中降压斩波电路和llc隔离电路集成为高压模块，dc/ac逆变电路和dc/dc充电机电路集成为低压模块，以及主电路相关的其他磁性器件集成到一个散热腔体。
37.如图2所示，本发明实施例的辅助变流器10，包括高压模块腔1、低压模块腔2和磁性器件腔3，其中，高压模块腔1和低压模块腔2内均设置有热管散热器，磁性器件腔上相对设置有进风口和出风口，进风口的气流与磁性器件腔内的气流上升的方向一致。
38.根据本发明实施例的辅助变流器，柜体分别布局设计了三大散热空间，各个腔体相互独立隔离，能够保证各个散热器件的热量互不干扰影响，提高散热效率。热管散热器是一种高效能的传热元件，解决了模块在完全自然冷却的工况下损耗散热难的问题，不需要配备散热风机等其他辅助散热措施就可以满足散热要求，磁性器件腔体作为一个独立的散热腔体，进风口的气流与腔室内的气流上升方向一致，保证腔体能以自然对流的方式进行散热。因此，根据本发明的辅助变流器，采用自然冷却技术，取消了散热风机，减少了整机的故障源及噪声、振动源，提高了产品的可靠性和舒适性，取消了整体的散热风道，结构简单，维护简单便捷。
39.如图1所示，优选地，在本实施例中，高压模块腔1和低压模块腔2分别相对设置在磁性器件腔3的两侧。采用上述对称布置的方式，能够使得整个产品的结构简单紧凑，便于布置在车体上，且能够保证与车体的连接稳定可靠。进一步地，在本实施例中，高压模块腔1和低压模块腔2沿车体的宽度方向布置。进一步地，高压模块腔和低压模块腔沿车体宽度方向对称布置，在列车运行过程中，不存在相互挡风，可以额外地充分利用列车走行风进一步冷却提高散热效率。
40.具体地，在一个未示出的实施方式中，高压模块腔1和低压模块腔2沿行车方向布置，柜体6变成沿行车方向的长条形结构。
41.具体地，在本实施例中，进风口位于磁性器件腔3的底部，出风口位于磁性器件腔3的顶部。底部作为进风口，底部作为出风口，进风口的气流与腔室内的气流上升方向一致，保证腔体能以自然对流的方式进行散热的同时能够尽可能提高散热效果，且结构简单。
42.如图1所示，进一步地，在本实施例中，进风口和出风口处均设有盖板4，盖板4上设有散热通风孔。通过在进风口和出风口设置具有散热通风孔的盖板，在不影响散热性能的前提下有效保护集成在磁性器件腔内的谐振变压器、斩波电抗器等一系列磁性器件。
43.如图3至图5所示，进一步地，在本实施例中，辅助变流器10还包括柜门5和柜体6，柜门5与柜体6之间设置有至少两组限位结构。采用多组限位结构实现柜门打开过程中的多级限位模式，可以根据维护需求选择柜门的打开角度，从而提高维护的便捷性和整个辅助变流器的适用性。
44.进一步地，在本实施例中，柜门5与柜体6之间还设有门锁101，用于锁紧柜门，按照标识方向旋转锁芯即可实现锁紧与开启。柜门5的开启方向可以从上下开启或者从下向上开启，也可以从任意一侧开启。
45.具体地，在本实施例中，柜门5与柜体6之间设置有第一预设打开角度限位结构7、第二预设打开角度限位结构8和第三预设打开角度限位结构9。具体地，门锁开启后，柜门打开至第一预设角度，例如20
°
，会有第一级限位，需要开启第一预设打开角度限位结构才能进一步打开柜门，由于有第二预设打开角度限位结构，柜门打开至第二预设角度，例如90
°
，会有第二级限位，当需要维护柜体内器件时，可打开第二预设打开角度限位结构，柜门打开至第三预设角度，例如180
°
，在一些特定情况下，如需要将柜门从柜体拆卸下来，可打开第三预设打开角度限位结构，将柜门完全拆卸下来。
46.如图5所示，具体地，在本实施例中，第一预设打开角度限位结构7包括分别与柜门5和柜体6连接的限位挂钩。通过限位挂钩实现柜门在预设角度限位，结构简单，易于布置和操作，即使门锁失效也能保证柜门不会完全开启。具体地，在本实施例中，第二预设打开角度限位结构8包括分别与柜门5和柜体6连接的安全绳和挂扣。相对限位挂钩，安全绳和挂扣的配合，方便柜门更大打开角度的限位，限位过程中稳定可靠，且限位和解除限位的操作简单便捷。具体地，在本实施例中，第三预设打开角度限位结构9包括分别与柜门5和柜体6连接的铰链。铰链方便实现柜门与柜体的连接，柜门开启及关闭过程中均以铰链为中心进行旋转，在一些特定情况下，如需要将柜门从柜体拆卸下来，只需松脱铰链处的螺栓，即可将柜门完全拆卸下来。
47.如图3至图5所示，具体地，在本实施例中，柜门5的开启步骤如下：开启门锁，将门锁逆时针旋转至open位；门锁开启后，柜门打开至20
°
会有限位，需开启限位挂钩才能进一步打开柜门；打开限位挂钩，将限位挂钩向下按压即可开启；完全开启柜门，由于有安全绳牵引，柜门完全开启后也只能打开至90
°
；放下柜门，当需要维护柜内器件时，在适当的位置可将安全挂扣打开取出安全绳即可将柜门开至180
°
；取下柜门，一些特定情况下如需要将柜门从柜体上拆下来，只需松脱铰链处的螺栓，即可将柜门取下。
48.根据上述实施例，可见，本发明涉及的辅助变流器，采用自然冷却技术，取消了散热风机，减少了整机的故障源及噪声、振动源，提高了产品的可靠性和舒适性，取消了整体的散热风道，结构简单，维护简单便捷。
49.虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况
下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。