[发明专利]一种基于沸腾传热的牵引变流器冷却系统

说明书

本发明公开了一种基于沸腾传热的牵引变流器冷却系统，包括泵、主回路流量调节装置、过滤器、冷板、稳压箱、冷凝器流量调节装置、冷凝器以及监控装置等；泵的出口通过冷板进口主管路与冷板的进口连通，冷板进口主管路上设有过滤器，主回路流量调节装置设置在泵与过滤器之间，冷板的出口通过冷板出口主管路与稳压箱连通，稳压箱通过冷凝器进口管路与冷凝器的进口连通，冷凝器流量调节装置设置在冷凝器进口管路上，冷凝器的出口通过冷凝器出口管路与泵的进口连通。本发明公开的牵引变流器冷却系统具有传热效率高、传热能力强，结构紧凑，噪音和功率消耗低以及结构简单等优点。

技术领域

本发明涉及轨道交通装备散热技术领域，具体涉及一种基于沸腾传热的牵引变流器冷却系统。

背景技术

牵引变流器通常由大功率电力电子器件构成，传统的牵引变流器冷却方式包括：强迫液体循环+风冷方式、重力热管相变+风冷方式或强迫通风直冷方式。一般较大功率等级的牵引变流器通常采用强迫液体循环+风冷方式，可以满足热流密度在10～20W/cm²范围内牵引变流器电力电子器件的冷却需求。随着牵引装备功率等级的不断提高，受空间体积、重量限制，牵引变流器功率密度、热流密度不断提高，散热问题已成为限制更大功率、更高热流密度电力电子器件使用的主要瓶颈。

发明内容

本发明针对以上问题提出了一种基于沸腾传热的牵引变流器冷却系统，可以实现对大功率，高热流密度电力电子器件的散热。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于沸腾传热的牵引变流器冷却系统，包括泵、通过冷板进口主管路与泵的出口连通的冷板、设置在所述冷板进口主管路上的过滤器、设置在所述泵与所述过滤器之间的主回路流量调节装置、通过冷板出口主管路与所述冷板的出口连通的稳压箱、通过冷凝器进口管路与所述稳压箱连通的冷凝器、设置在所述冷凝器进口管路上的冷凝器流量调节装置、连通所述冷凝器的出口与所述泵的进口的冷凝器出口管路、连通所述泵的出口与进口的旁通管路、连通所述稳压箱和所述泵进口的分回管路、设置在所述分回管路上的分回路流量调节装置以及监控系统；

所述监控系统包括监测单元和控制单元；

所述监测单元包括设置在所述冷板进口主管路上的第一温度监测装置和第一压力监测装置；

所述监测单元，用于采集所述冷板进口主管路的温度信号T1和压力信号P1，并将所述温度信号T1和所述压力信号P1传输至所述控制单元；

所述控制单元，用于接收所述压力信号P1，根据所述压力信号P1计算所述压力下的工质沸点Tf，计算预冷裕度△T＝Tf-T1，并判断所述预冷裕度△T是否在设定值范围内，若否，所述控制单元调节所述主回路流量调节装置的开度、冷凝器流量调节装置的开度、分回路流量调节装置的开度和冷凝器的风机的转速中的至少一项，以使所述预冷裕度△T在所述设定值范围内，若是，进行下一次的采集。

进一步地，所述主回路流量调节装置为三通调节阀，所述三通调节阀的进口与所述泵的出口通过管路连通，所述三通调节阀的第一出口与所述过滤器连通，所述旁通管路连通所述三通调节阀的第二出口与所述泵的进口。

进一步地，所述主回路流量调节装置为二通调节阀，所述旁通管路连通所述泵的出口与所述泵的进口，所述二通调节阀设置在所述旁通管路上。

进一步地，所述冷板出口主管路与所述稳压箱连接的一端设置在所述稳压箱的中下部，所述冷凝器进口管路与所述稳压箱连接的一端设置在所述稳压箱的中上部，所述分回管路与所述稳压箱连接的一端设置在所述稳压箱的底部。

进一步地，所述冷板具有多组，多组所述冷板的进口分别通过冷板进口支管路与所述冷板进口主管路连通，多组所述冷板的出口分别通过冷板出口支管路与所述冷板出口主管路连通。