一种新能源调车机车变流装置的冷却系统的制作方法

本发明涉及冷却系统，尤其涉及一种新能源调车机车变流装置的冷却系统。

背景技术：

1、新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展，带来了能源、交通装备领域技术的加速换代升级，绿色、智能成为轨道交通行业的发展潮流和趋势。变流装置作为轨道交通车辆的核心零部件，是高效、绿色、安全运行的关键，其性能是决定车辆动力、能耗和控制特性的关键因素。当前小型化、轻量化、高集成度、高可靠性是变流装置的发展方向。与此同时，空间结构的限制对变流装置的高效散热能力提出了更高要求。

2、现有技术中变流装置可以采用风冷冷却系统，通过变流装置内部安装风机/风扇/环控装置进行散热，安装位置一般位于柜内发热量较大的电器件周围，风机/风扇/环控装置驱动将热量从出风口排出，实现柜内热平衡，从而达到降低变流装置柜内温度的目的。

3、目前采用的风冷冷却系统缺点如下：

4、1）现有设计无单独风道设计，变流装置柜内部冷却空气循环流场不固定，散热依托于风机/风扇/环控装置带来的扰动，冷却空气循环受器件影响较大，易出现回流区域；

5、2）现有设计变流装置常安装于机械间内，机械间温度较高，受变流柜内部空间和散热装置功率限值，冷却系统散热效率低，未实现高效散热；

6、3）现有设计需要在变流装置柜体上开散热孔/出风口，使得变流装置防护等级低，容易积灰凝露，对柜内电器件造成安全隐患；

7、4）现有设计受对外接口位置限值，冷风机/风扇通常位于柜体后方或下方，维修维护困难。

8、现有技术中变流装置可以采用水冷冷却系统，冷却系统由水冷管路、水冷基板、水泵、膨胀水箱和外部冷却塔构成。高发热量器件表面通过涂敷导热硅脂贴合于水冷基板上，冷却液由水泵驱动在水冷管路内进行循环，在循环过程中冷却液与水冷基板进行热量交换来带走器件的热量，后经冷却塔将热量带走。

9、目前采用的水冷冷却系统缺点如下：

10、1）现有设计需要对水冷冷却系统做个性化定制设计，设计周期长、造价昂贵；

11、2）现有设计水冷冷却系统需要增加温度传感器、压力传感器、快速水接头、水电连接板、水泵等配套设施，占用变流装置内部空间，增加成本，增加维修维护时间成本；

12、3）现有设计需要在变流装置外部设置冷却塔，冷却塔占用整车空间，且与变流装置的系统集成较低；

13、4）现有设计水冷冷却系统管路安装尺寸复杂，装配困难，安装容易出现累计误差，且存在漏液风险，影响变流装置的安全运行；

14、5）现有设计维修维护困难，更换管路需要将变流装置落地，维修维护成本增加。

技术实现思路

1、为解决现有问题，本发明设计了一种新能源调车机车变流装置冷却系统，该冷却系统采用强迫风冷方式，冷风机位于变流装置顶部，顶部为独立可拆装结构，进风口位于变流装置顶部两侧，出风口位于底部，中间为双t型风道设计，整体冷却系统在保证变流装置高防护等级的同时，也实现了对变流装置内发热电器件的高效散热；双t型风道采用轻量化材料，整体设计紧凑，功率元器件安装固定于风道两侧，安装拆卸便捷，极大提高了维修维护性。

2、本发明是采用如下技术方案实现的：

3、一种新能源调车机车变流装置冷却系统，包括顶盖、顶盖骨架、顶部框架、纵向风道、底部风道；所述顶盖固定安装于顶部框架上，所述顶盖骨架前后两侧的顶盖进风口处通过固定框架安装有百叶窗，所述顶盖骨架内位于百叶窗后方安装有滤网，所述顶盖骨架左右侧面及顶部覆盖安装有蒙皮，所述顶部框架中部安装冷风机，所述冷风机位于顶盖中；所述纵向风道安装于顶部框架下方，且纵向风道的进风口与冷风机的出风口衔接；所述底部风道安装于纵向风道下方，所述底部风道的底面出风口设有滤网a。

4、一种新能源调车机车变流装置冷却系统原理为：冷风机驱动时，冷却风流从顶盖的顶盖进风口处的百叶窗进入，再通过百叶窗后方的滤网过滤，进入变流装置，冷却风流通过顶部框架上安装的冷风机蜗壳进入纵向风道，再从纵向风道进入底部风道，最后冷却风流从底部风道的滤网a排出。冷却风流在冷风机驱动下流动，流动过程中对变流装置内的发热电器件实现冷却。

5、进一步优选的，所述顶盖进风口安装百叶窗的固定框架后方安装有挡水板，所述挡水板下侧有导流板。所述导流板位于百叶窗及滤网之间，所述导流板前侧边位于滤网底边、其后侧边位于百叶窗底边，所述导流板的后侧边设有溢水孔，所述导流板外侧设有用于卡装蒙皮的开口。

6、顶盖进风口由百叶窗和滤网构成双重防护，在不影响进风量的同时最大程度防止杂物及灰尘进入风道，保证风道环境清洁。在百叶窗和滤网之间设置的挡水板，可使雨水受挡水板阻碍落到导流板上，导流板上设有的溢水孔，可及时将进入顶盖的雨水排出，防止雨水进入风道。

7、进一步优选的，所述纵向风道前后侧有两个风道壁面；所述风道壁面设有安装电器件的开孔，可实现打开变流器的柜门就可以维修维护风道上的电器件。所述纵向风道内固定有用于将风分流至前后侧的导风体（即导风体与纵向风道内部宽度相同），所述导风体通过其前后侧的多个加强梁支撑于纵向风道中。

8、所述导风体进风部位安装有导风板；所述导风板下边缘固定有竖直的加强板；所述加强板平行于前后侧两个风道壁面。纵向风道内部的导风板和加强板起到了导流作用，确保对冷却风进行合理的流量分配，优化风道内流场。

9、更进一步的，所述加强板和上边缘固定的导风板数量可以为两块；两块导风板呈开口向下的锐角固定在两块加强板上边缘。

10、再更进一步的，所述加强板下边缘固定有导风板。加强板边缘固定的导风板数量可以为两块；两块导风板呈开口向上的锐角固定在两块加强板下边缘。

11、为了加强纵向风道的强度和稳定性，所述加强板与风道壁面间隙固定有一个或多个加强梁。

12、为了增加冷却效率，所述纵向风道数量为两个，所述顶部框架中部风机安装梁并列安装有两个冷风机，两个纵向风道并列安装于两个冷风机出风口下方。

13、进一步优选的，所述底部风道前后两侧为风道壁面，所述风道壁面设有安装电器件的开孔。所述底部风道左右两侧为检修门，所述检修门垂直于风道壁面，所述底部风道底部安装有滤网a。

14、也可以在所述底部风道骨架的上部安装有一个或多个朝下的导风板来导流，以便进一步增加冷却效率。

15、本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

16、1、冷却系统设计ip65高防护等级，提升变流装置整体电器环境；

17、2、冷却系统设计采用轻量化材料，降低了变流装置整体生产成本；

18、3、冷却系统设计采用独立、个性化双t型风道，结构简洁、成本低、应用范围广、成熟可靠；

19、4、冷却系统采用模块化设计，减少了整车配套设施，集成化程度高；

20、5、冷却系统可维护性高，且维护维修成本低。

技术特征：

1.一种新能源调车机车变流装置的冷却系统，其特征在于：包括顶盖（1）、顶部框架（2）、纵向风道（3）、底部风道（6）；

2.根据权利要求1所述的一种新能源调车机车变流装置的冷却系统，其特征在于：所述顶盖（1）中还包括导流板（105）；所述导流板（105）位于百叶窗（104）及滤网（7）之间，所述导流板（105）前侧边位于滤网（7）底边、其后侧边位于百叶窗（104）底边，所述导流板（105）的后侧边设有溢水孔（106），所述导流板（105）外侧设有用于卡装蒙皮（101）的开口。

3.根据权利要求2所述的一种新能源调车机车变流装置的冷却系统，其特征在于：所述顶盖（1）中还包括挡水板（103）；所述挡水板（103）安装在固定框架（107）后方，所述挡水板（103）位于导流板（105）上方。

4.根据权利要求1所述的一种新能源调车机车变流装置的冷却系统，其特征在于：所述纵向风道（3）的前后侧风道壁面（401）上安装电器件（8）。

5.根据权利要求4所述的一种新能源调车机车变流装置的冷却系统，其特征在于：所述纵向风道（3）内固定有用于将风分流至前后侧的导风体（402）。

6.根据权利要求5所述的一种新能源调车机车变流装置的冷却系统，其特征在于：所述导风体（402）通过其前后侧的多个加强梁（404）支撑于纵向风道（3）中。

7.根据权利要求6所述的一种新能源调车机车变流装置的冷却系统，其特征在于：所述顶部框架（2）中部风机安装梁并列安装有两个冷风机（206），两个纵向风道（3）并列安装于两个冷风机（206）出风口下方。

8.根据权利要求1所述的一种新能源调车机车变流装置的冷却系统，其特征在于：所述底部风道（6）前后两侧风道壁面（401）上安装电器件（8）。

9.根据权利要求8所述的一种新能源调车机车变流装置的冷却系统，其特征在于：所述底部风道（6）的左右两侧设有检修门（603）。

10.根据权利要求9所述的一种新能源调车机车变流装置的冷却系统，其特征在于：所述底部风道（6）与纵向风道（3）的连接处安装有一个或多个导风板（601）。

技术总结
本发明公开了一种新能源调车机车变流装置的冷却系统，包括顶盖、顶部框架、纵向风道、底部风道；所述顶盖固定安装于顶部框架上，所述顶部框架中部安装冷风机，所述冷风机位于顶盖中；所述纵向风道安装于顶部框架下方，且纵向风道的进风口与冷风机的出风口衔接；所述底部风道安装于纵向风道下方，所述底部风道的底面出风口设有滤网a。本发明采用强迫风冷方式，冷风机位于变流装置顶部，顶部为独立可拆装结构，整体冷却系统在保证变流装置高防护等级的同时，也实现了对变流装置内发热电器件的高效散热；双T型风道采用轻量化材料，整体设计紧凑，功率元器件安装固定于风道两侧，安装拆卸便捷，极大提高了维修维护性。

技术研发人员：侯钧川,宋智龙,丁巧娅,高升,张景全,杨泽元
受保护的技术使用者：中车永济电机有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21