[实用新型]船用大功率电力变换装置的冷却系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种船舶领域的冷却系统。

背景技术

大功率电力变换装置由大功率元器件组成，为了保证大功率器件可靠运行，应该采用水冷散热器进行散热，这就需要由大量水冷设备组成的水冷系统。对于申请号为200920246733.8、名称为“一种密闭式循环水冷系统”的专利申请提供了一种可以将溶解性气体和游离状态的气体彻底排出的密闭式循环水冷系统，可以在高压大功率电力电子装置的冷却系统中得到广泛的应用。但是，此申请并不能实现船舶上电力变换装置的高功率密度和高可靠性，因此，需要根据船舶环境特点，对水冷系统进行专门的设计。例如，如果在按此专利所述的说明书附图中使用的冷却器是水风换热器，那么对于大功率电力变换装置的冷却，水-风换热器的体积很大，噪声大，不满足现代船舶的需求。如果采用水-水换热器，那么还需要建造一个水冷塔，水冷塔的体积也很大，还需要大量的淡水。如果按此专利所述，只采用一个主循环泵，一旦该主循环泵发生故障，将使整个密闭循环系统停止工作，进而影响电力变换装置的正常工作，减少船舶电力系统的生命力和可靠性。诸如此类问题，在船舶上的大功率电力变换装置的冷却系统中都需要得到解决。

发明内容

本实用新型的目的在于提供既能实现船舶上电力变换装置的高功率密度，又能保证电力变换装置运行的可靠性的船用大功率电力变换装置的冷却系统。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型船用大功率电力变换装置的冷却系统，包括并联的整流功率模块、直流变换功率模块、逆变功率模块，其特征是：还包括主循环水泵、热交换器、主进水管和主回水管，整流功率模块、直流变换功率模块、逆变功率模块均安装水冷散热器，三个水冷散热器通过主进水管和主回水管与热交换器相连形成冷却回路，主循环水泵安装在主进水管中。

本实用新型还可以包括：

1、主回水管上安装电动三通阀和电加热器。

2、主循环水泵和并联的三个水冷散热器之间依次安装过滤器、离子交换器、补水泵、膨胀水罐。

3、所述的主循环水泵有两个，且并联在一起。

4、热交换器的海水入口处安装海水过滤器。

5、所述的海水过滤器和热交换器间安装高压水泵和反渗透膜装置。

本实用新型的优势在于：整流功率模块、直流变换功率模块、逆变功率模块共用一套水冷系统，所有水冷设备分三层安装在一个机柜内；热交换器的另一侧直接用海水进行换热，省去了冷凝塔；基于以上两个因素，能够有效地节省船舶上的空间，并可实现电力变换装置的高功率密度。水冷系统采用了两个主循环水泵，一备一用，保证了水冷系统的可靠性，提高了船舶电力系统的生命力和可靠性。由于内循环水在完全密闭条件工作，因此工作过程中避免了循环介质的蒸发损失，也不会出现一般水冷系统中出现的因结垢、长菌造成的堵塞，不会造成对热交换器及管道的腐蚀。在主循环冷却水回路内安装了电加热器7，这样可以防止在船舶环境下电力变换装置冷却系统出现的结露现象，提高了电力变换装置的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的水冷回路示意图；

图2为本实用新型的设备组成示意图；

图3为本实用新型的使用普通水-水热交换器时设备组成示意图；

图4为本实用新型的水冷设备机柜三层结构组成示意图；

图5为本实用新型的设备组成和采样仪表布置示意图；

图6为本实用新型的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

实施方式1：

结合图1～6，本具体实施方式的冷却系统是由热交换器4、主循环水泵5、电动三通阀6、电加热器7、离子交换器8、过滤器9、膨胀水罐10、补水泵11和海水过滤器12组成的，并合理安装在如图1所示的右侧水冷设备机柜内。整流功率模块1、直流变换功率模块2和逆变功率模块3的水冷散热器通过软管与主进水管和主回水管相连，形成冷却回路。所述热交换器4流入纯水的一侧是由不锈钢管制成，流入海水的一侧由钛管制成。所述的电动三通阀6和电加热器7安装在主循环冷却水回路内。

船舶上电力变换装置是由整流装置、直流变换装置和逆变装置构成的，三个装置都需要进行水冷散热，如果每个装置都装设一套水冷系统，将使电力变换装置在船上所占的空间增大，并且成本也大幅度增加，难以实现电力变换装置的高功率密度。由于三个装置总是并联在一起运行的，因此本实用新型是对于船舶上大功率电力变换装置采用一套水冷系统，同时对3个装置进行水冷散热。