專利名稱：一種車載大功率變流器冷卻方法及冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸配電的輔助作業(yè)方法及裝置，更具體地說(shuō)涉及一種用于車載大功率變流器裝置使用的冷卻方法及系統(tǒng)裝置?？蓮V泛運(yùn)用于移動(dòng)式柔性輸電、融冰電源等車載作業(yè)中。
背景技術(shù)：
在亞熱帶地區(qū)，冬、春季陰濕多雨，其氣候、地理?xiàng)l件都易發(fā)生架空線路覆冰，對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行威脅甚大。移動(dòng)式車載融冰電源提供了有效解決方案；大柔性輸電系統(tǒng)旨在提高電力系統(tǒng)的高度靈活性和安全穩(wěn)定性，使得現(xiàn)有輸電線路的輸送能力大大提高。柔性輸電系統(tǒng)的建設(shè)，需要選擇利用靈活輸電系統(tǒng)技術(shù)及功率電子設(shè)備；移動(dòng)式車載柔性輸電設(shè)備提供了有效的解決方案；以上兩種方案都是大功率變流器在車載裝置上的應(yīng)用。由于這些設(shè)計(jì)的特殊性，對(duì)電力電子散熱技術(shù)上提出了新的要求；車載變流器裝置的基本組成可分為兩個(gè)主體半掛式平板拖車+車載變流器裝置；其車體設(shè)計(jì)中按照國(guó)家公路車輛相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在高度、寬度及長(zhǎng)度方面都有嚴(yán)格規(guī)定，并且由于使用區(qū)域性，要求其車體必須具備良好的通用性，因此對(duì)車體設(shè)計(jì)的空間性有嚴(yán)格限制；車載變流器的應(yīng)用性決定了設(shè)計(jì)向超大功率發(fā)展；這就必須保證電力電子器件良好溫控性，其冷卻散熱設(shè)計(jì)至關(guān)重要。因車載裝置在空間及使用性方面的嚴(yán)格要求，就必須在提高整機(jī)裝置的功率密度的同時(shí)提高冷卻系統(tǒng)的功率密度。以往的強(qiáng)迫風(fēng)冷方式對(duì)變流器裝置主體設(shè)備的功率損耗進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱，或單純利用水冷卻技術(shù)，對(duì)變流器裝置主體設(shè)備功率損耗進(jìn)行水冷散熱的方式尚不能滿足現(xiàn)有車載大功率變流器的要求；主要存在以下一些不足
1、采用強(qiáng)迫風(fēng)冷方式在冷卻效率上不能滿足大功率設(shè)備的散熱要求，且占用空間體積較大，功率密度低。2、單純的水冷卻方式很難滿足大功率變流器裝置中的綜合散熱問(wèn)題，且對(duì)運(yùn)行環(huán)境有特殊要求；具有局限性。因此很有必要對(duì)此加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的是提供一種應(yīng)用于車載大功率變流器冷卻系統(tǒng)中，解決現(xiàn)有車載大功率變流器綜合散熱問(wèn)題的技術(shù)方案；實(shí)現(xiàn)了高效的車載大功率設(shè)備的綜合散熱冷卻技術(shù)方法及系統(tǒng)裝置。本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種車載大功率變流器冷卻方法，采用水風(fēng)油混合冷卻方式對(duì)車載變流器裝置進(jìn)行冷卻，有機(jī)的把水和油兩散熱介質(zhì)性能參數(shù)相結(jié)合，形成高純水加變壓器油的密閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，再將水和油兩散熱介質(zhì)通過(guò)水油風(fēng)換熱器與外界空氣進(jìn)行二次散熱；最終由空氣將熱量帶走，實(shí)現(xiàn)車載大功率設(shè)備的綜合散熱冷卻。其中，變流器功率柜散熱冷卻采用介質(zhì)為純水；變壓器選擇為油浸式變壓器，在實(shí)現(xiàn)散熱的同時(shí)必須保證絕緣性能，散熱冷卻采用介質(zhì)為變壓器油；由冷卻介質(zhì)為高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)和冷卻介質(zhì)為變壓器油的變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)，以及水風(fēng)油混合換熱器組成車載水風(fēng)油混合冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)將水冷系統(tǒng)、油冷系統(tǒng)及水油風(fēng)換熱器的設(shè)計(jì)有機(jī)的結(jié)合在一起；實(shí)現(xiàn)了高效的車載大功率設(shè)備的散熱冷卻。車載水風(fēng)油混合冷卻系統(tǒng)的原理是由高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)和冷卻介質(zhì)為變壓器油的變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)分別對(duì)變流器功率柜需要散熱的器件和變壓器進(jìn)行散熱，經(jīng)管路將熱量帶入水風(fēng)油混合換熱器，然后通過(guò)水風(fēng)油混合換熱器進(jìn)行熱交換，并通過(guò)風(fēng)機(jī)的強(qiáng)迫風(fēng)冷將熱量排出水風(fēng)油混合換熱器外，實(shí)現(xiàn)了高效的車載大功率設(shè)備的散熱冷卻。根據(jù)上述方法所提出的車載大功率設(shè)備的綜合散熱冷卻系統(tǒng)裝置，采用水風(fēng)油混合冷卻方式對(duì)車載變流器裝置進(jìn)行冷卻，由冷卻介質(zhì)為高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)和冷卻介質(zhì)為變壓器油的變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)，以及水風(fēng)油混合換熱器組成車載水風(fēng)油混合冷卻系統(tǒng)；高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)與變壓器油的變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)分別與水風(fēng)油混合換熱器組合形成兩套冷卻循環(huán)系統(tǒng)。所述的高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成是
從內(nèi)冷卻水道輸出的載熱冷卻介質(zhì)經(jīng)主循環(huán)泵(一用一備)加壓后輸入到水風(fēng)油混合換熱器，通過(guò)間壁散熱方式將所載熱量傳遞給外冷卻風(fēng)，冷卻后的介質(zhì)返回內(nèi)冷卻系統(tǒng)，在從內(nèi)冷卻水道中吸收熱量后重新輸出，如此周而復(fù)如，形成閉合循環(huán)主冷卻回路。由于冷卻介質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中受多種因素影響水質(zhì)不斷下降(電導(dǎo)率上升)，為此系統(tǒng)設(shè)置離子交換器旁路于主回路運(yùn)行，離子交換器內(nèi)裝長(zhǎng)效免維護(hù)離子交換樹脂，運(yùn)行中不斷輸出超純?nèi)ルx子水以維持主回路冷卻介質(zhì)的低電導(dǎo)率。為消除閉環(huán)回路中冷卻介質(zhì)因溫度變化引起體積變化產(chǎn)生的應(yīng)力，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置穩(wěn)壓緩沖罐；為防止罐中純水接觸空氣氧化污染，緩沖罐中沖入氮?dú)獠⒕S持設(shè)定的氮?dú)鈮毫?。本系統(tǒng)回路中設(shè)置完善的自動(dòng)排氣系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)及水箱氮?dú)夥€(wěn)壓系統(tǒng)，以維持回路中冷卻介質(zhì)佳點(diǎn)工況。電控系統(tǒng)由PLC編程控制器為核心，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)水壓、流量、電阻率、液位、溫濕度等信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，智能態(tài)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)人機(jī)即時(shí)交流。所述變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成是
從內(nèi)冷卻油道輸出的載熱冷卻介質(zhì)經(jīng)主循環(huán)泵加壓后輸入到水風(fēng)油混合換熱器，通過(guò)間壁散熱方式將所載熱量傳遞給外冷卻風(fēng)，冷卻后的介質(zhì)返回內(nèi)冷卻系統(tǒng)，在從內(nèi)冷卻油道中吸收熱量后重新輸出，如此周而復(fù)如，形成閉合循環(huán)主冷卻回路。電控系統(tǒng)由PLC編程控制器為核心，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)水壓、流量、液位、溫濕度等信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，智能態(tài)運(yùn)行， 實(shí)現(xiàn)人機(jī)即時(shí)交流。所述的水風(fēng)油混合換熱器的構(gòu)成是
換熱器可分為三個(gè)區(qū)域風(fēng)機(jī)、水風(fēng)換熱倉(cāng)、油風(fēng)換熱倉(cāng)。在換熱倉(cāng)內(nèi)部置有自上而下的盤狀銅制管路，該管路貫穿、緊貼安裝有柵欄狀散熱片。所述高純水密閉式循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)出水口分別置于換熱器的下部和上部，當(dāng)冷空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓流經(jīng)過(guò)散熱片的同時(shí)高純水通過(guò)進(jìn)水口進(jìn)入靠近風(fēng)機(jī)側(cè)的水風(fēng)換熱倉(cāng)，水向空氣釋放熱量，完成熱交換，冷卻后的介質(zhì)經(jīng)回水管路流出。所述變壓油的密閉式循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)出油口分別置于換熱器的下部和上部， 當(dāng)空氣(經(jīng)水換熱后，溫升< 10°C)經(jīng)水換熱后經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓流經(jīng)過(guò)散熱片的同時(shí)變壓油通過(guò)進(jìn)油口進(jìn)入遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)側(cè)的油風(fēng)換熱倉(cāng)，油向空氣釋放熱量，完成第二次熱交換，冷卻后介質(zhì)的經(jīng)回油管路流出。換熱器設(shè)計(jì)中考慮到純水溫度要求比變壓器油的溫度更低，兩種采用劃分合理的溫度梯度，且不會(huì)相互影響。本發(fā)明的特點(diǎn)在于本專利技術(shù)主要是根據(jù)水、油、風(fēng)這三種冷卻介質(zhì)的換熱特性與車載大功率變流器裝置的冷卻散熱技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)開發(fā)的車載水風(fēng)油混合冷卻技術(shù)及裝置，從而保證裝置的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。車載水風(fēng)油混合冷卻技術(shù)及裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)
1)冷卻效率高，實(shí)現(xiàn)了車載裝置高功率密度的冷卻設(shè)計(jì)。2)根據(jù)不同設(shè)備的冷卻要求，劃分合理的溫度梯度，便于設(shè)備工作正常溫控，避免溫度的交叉影響。3)冷卻系統(tǒng)獨(dú)立式工作，無(wú)需外部輔助冷卻，適用于(_10°C到40°C)的任何環(huán)境。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明水風(fēng)油混合換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明水風(fēng)油混合換熱器的結(jié)構(gòu)側(cè)面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。通過(guò)附圖可以看出，本發(fā)明涉及一種車載大功率變流器冷卻方法，采用水風(fēng)油混合冷卻方式對(duì)車載變流器裝置進(jìn)行冷卻，有機(jī)的把水和油兩散熱介質(zhì)性能參數(shù)相結(jié)合，形成高純水加變壓器油的密閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，再將水和油兩散熱介質(zhì)通過(guò)水油風(fēng)換熱器與外界空氣進(jìn)行二次散熱；最終由空氣將熱量帶走，實(shí)現(xiàn)車載大功率設(shè)備的綜合散熱冷卻。其中，變流器功率柜散熱冷卻采用介質(zhì)為純水；變壓器選擇為油浸式變壓器，在實(shí)現(xiàn)散熱的同時(shí)必須保證絕緣性能，散熱冷卻采用介質(zhì)為變壓器油；由冷卻介質(zhì)為高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)和冷卻介質(zhì)為變壓器油的變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)，以及水風(fēng)油混合換熱器組成車載水風(fēng)油混合冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)將水冷系統(tǒng)、油冷系統(tǒng)及水油風(fēng)換熱器的設(shè)計(jì)有機(jī)的結(jié)合在一起；實(shí)現(xiàn)了高效的車載大功率設(shè)備的散熱冷卻。車載水風(fēng)油混合冷卻系統(tǒng)的原理是由高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)和冷卻介質(zhì)為變壓器油的變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)分別對(duì)變流器功率柜需要散熱的器件和變壓器進(jìn)行散熱，經(jīng)管路將熱量帶入水風(fēng)油混合換熱器，然后通過(guò)水風(fēng)油混合換熱器進(jìn)行熱交換，并通過(guò)風(fēng)機(jī)的強(qiáng)迫風(fēng)冷將熱量排出水風(fēng)油混合換熱器外，實(shí)現(xiàn)了高效的車載大功率設(shè)備的散熱冷卻。根據(jù)上述方法所提出的車載大功率設(shè)備的綜合散熱冷卻系統(tǒng)，采用水風(fēng)油混合冷卻方式對(duì)車載變流器裝置進(jìn)行冷卻，由冷卻介質(zhì)為高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)和冷卻介質(zhì)為變壓器油的變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)，以及水風(fēng)油混合換熱器組成車載水風(fēng)油混合冷卻系統(tǒng)；高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)與變壓器油的變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)分別與水風(fēng)油混合換熱器組合形成兩套冷卻循環(huán)系統(tǒng)。所述的高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成是從內(nèi)冷卻水道輸出的載熱冷卻介質(zhì)經(jīng)主循環(huán)泵(一用一備)加壓后輸入到水風(fēng)油混合換熱器，通過(guò)間壁散熱方式將所載熱量傳遞給外冷卻風(fēng)，冷卻后的介質(zhì)返回內(nèi)冷卻系統(tǒng)，在從內(nèi)冷卻水道中吸收熱量后重新輸出，如此周而復(fù)如，形成閉合循環(huán)主冷卻回路。由于冷卻介質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中受多種因素影響水質(zhì)不斷下降(電導(dǎo)率上升)，為此系統(tǒng)設(shè)置離子交換器旁路于主回路運(yùn)行，離子交換器內(nèi)裝長(zhǎng)效免維護(hù)離子交換樹脂，運(yùn)行中不斷輸出超純?nèi)ルx子水以維持主回路冷卻介質(zhì)的低電導(dǎo)率。為消除閉環(huán)回路中冷卻介質(zhì)因溫度變化引起體積變化產(chǎn)生的應(yīng)力，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置穩(wěn)壓緩沖罐；為防止罐中純水接觸空氣氧化污染，緩沖罐中沖入氮?dú)獠⒕S持設(shè)定的氮?dú)鈮毫?。本系統(tǒng)回路中設(shè)置完善的自動(dòng)排氣系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)及水箱氮?dú)夥€(wěn)壓系統(tǒng)，以維持回路中冷卻介質(zhì)佳點(diǎn)工況。電控系統(tǒng)由PLC編程控制器為核心，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)水壓、流量、電阻率、液位、溫濕度等信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，智能態(tài)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)人機(jī)即時(shí)交流。所述變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成是
從內(nèi)冷卻油道輸出的載熱冷卻介質(zhì)經(jīng)主循環(huán)泵加壓后輸入到水風(fēng)油混合換熱器，通過(guò)間壁散熱方式將所載熱量傳遞給外冷卻風(fēng)，冷卻后的介質(zhì)返回內(nèi)冷卻系統(tǒng)，在從內(nèi)冷卻油道中吸收熱量后重新輸出，如此周而復(fù)如，形成閉合循環(huán)主冷卻回路。電控系統(tǒng)由PLC編程控制器為核心，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)水壓、流量、液位、溫濕度等信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，智能態(tài)運(yùn)行， 實(shí)現(xiàn)人機(jī)即時(shí)交流。所述的水風(fēng)油混合換熱器的構(gòu)成是
換熱器可分為三個(gè)區(qū)域風(fēng)機(jī)、水風(fēng)換熱倉(cāng)、油風(fēng)換熱倉(cāng)。在換熱倉(cāng)內(nèi)部置有自上而下的盤狀銅制管路，該管路貫穿、緊貼安裝有柵欄狀散熱片。所述高純水密閉式循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)出水口分別置于換熱器的下部和上部，當(dāng)冷空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓流經(jīng)過(guò)散熱片的同時(shí)高純水通過(guò)進(jìn)水口進(jìn)入靠近風(fēng)機(jī)側(cè)的水風(fēng)換熱倉(cāng)，水向空氣釋放熱量，完成熱交換，冷卻后的介質(zhì)經(jīng)回水管路流出。所述變壓油的密閉式循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)出油口分別置于換熱器的下部和上部， 當(dāng)空氣(經(jīng)水換熱后，溫升< 10°C)經(jīng)水換熱后經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓流經(jīng)過(guò)散熱片的同時(shí)變壓油通過(guò)進(jìn)油口進(jìn)入遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)側(cè)的油風(fēng)換熱倉(cāng)，油向空氣釋放熱量，完成第二次熱交換，冷卻后介質(zhì)的經(jīng)回油管路流出。換熱器設(shè)計(jì)中考慮到純水溫度要求比變壓器油的溫度更低，兩種采用劃分合理的溫度梯度，且不會(huì)相互影響。實(shí)施例一
如附圖1所示，本發(fā)明主要是應(yīng)用于多種功率耗散設(shè)備的綜合冷卻技術(shù)及方法；該系統(tǒng)中主要功耗設(shè)備為變流器功率單元(TH) 1，電抗器(TD) 2，變壓器(TM) 3等，每種功耗設(shè)備的散熱特性、溫度保護(hù)值各不相同，在冷卻介質(zhì)及流場(chǎng)布置上必須重點(diǎn)考慮，通過(guò)高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)和變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)對(duì)主要功耗設(shè)備進(jìn)行散熱。所述高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)的工作原理是該高純水冷卻系統(tǒng)的動(dòng)力輸出為兩臺(tái)多級(jí)離心水泵4和5，采用一用一備的工作方式，在一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)可自動(dòng)投切到備用水泵，保證運(yùn)行的可靠性。通過(guò)水泵產(chǎn)生高壓的純水經(jīng)進(jìn)水管路6到需進(jìn)行散熱冷卻的變流器功率單元1及電抗器2的水冷板式換熱器從而帶走熱量；其連接管路材質(zhì)為無(wú)滲透，且耐高壓的PPH材質(zhì)；設(shè)計(jì)中還必須考慮多個(gè)變流器功率單元及多個(gè)電抗器的并聯(lián)冷卻技術(shù)，保證同一類型熱源的均流性；帶有熱量的高純水經(jīng)出水管路7到水風(fēng)油熱交換器8的水風(fēng)換熱器倉(cāng)，經(jīng)風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫風(fēng)冷進(jìn)行換熱。冷卻后的高純水流回水泵，進(jìn)入下一次的冷卻循環(huán)。在主水路中并聯(lián)有去離子支路，根據(jù)電導(dǎo)率檢測(cè)，控制一定流量的純水流經(jīng)去離子灌9，通過(guò)樹脂進(jìn)行去離子處理后的高純水，電導(dǎo)率可達(dá)到兆歐級(jí)；為保障純水系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性，水路中配置了氮?dú)夥€(wěn)壓裝置10，自動(dòng)補(bǔ)水裝置11，同時(shí)還設(shè)定了溫度傳感器12和13，壓力傳感器14，電導(dǎo)率傳感器15 ；實(shí)現(xiàn)水路系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)及保護(hù)功能。所述變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)的工作原理是該油冷卻系統(tǒng)的動(dòng)力輸出為一臺(tái)油泵 16，流體介質(zhì)為變壓器油，經(jīng)油泵輸出的冷卻油經(jīng)進(jìn)油管路17到變壓器3倉(cāng)體，帶走變壓器 3產(chǎn)生的功耗，經(jīng)出油管路18到水風(fēng)油熱交換器的油風(fēng)換熱器倉(cāng)8，經(jīng)風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫風(fēng)冷進(jìn)行換熱。冷卻后的變壓器油流回油泵16，進(jìn)入下一次的冷卻循環(huán)。在主油路上陪置有油壓穩(wěn)定裝置19、瓦斯報(bào)警裝置20、溫度傳感器21和22、壓力傳感器23 ；實(shí)現(xiàn)油路系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)及保護(hù)功能。所述的水風(fēng)油混合換熱器的構(gòu)成是
水風(fēng)油混合換熱器的結(jié)構(gòu)如附圖2和3所示；換熱器可分為三個(gè)區(qū)域風(fēng)機(jī)23、水風(fēng)換熱倉(cāng)24、油風(fēng)換熱倉(cāng)25。在換熱倉(cāng)內(nèi)部置有自上而下的盤狀銅制管路，該管路貫穿、緊貼安裝有柵欄狀散熱片。所述高純水密閉式循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)出水口分別置于換熱器的水風(fēng)換熱倉(cāng)M的下部沈和上部27，當(dāng)冷空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓流經(jīng)過(guò)散熱片的同時(shí)高純水通過(guò)進(jìn)水口進(jìn)入靠近風(fēng)機(jī)側(cè)的水風(fēng)換熱倉(cāng)，水向空氣釋放熱量，完成熱交換，冷卻后的介質(zhì)經(jīng)回水管路流出。所述變壓油的密閉式循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)出油口分別置于換熱器的油風(fēng)換熱倉(cāng)25的下部觀和上部29，當(dāng)空氣經(jīng)水換熱后(溫升< 10°C))經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓流經(jīng)過(guò)散熱片的同時(shí)變壓油通過(guò)進(jìn)油口進(jìn)入遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)側(cè)的油風(fēng)換熱倉(cāng)，油向空氣釋放熱量，完成第二次熱交換，冷卻后介質(zhì)的經(jīng)回油管路流出。換熱器設(shè)計(jì)中考慮到純水溫度要求比變壓器油的溫度更低，兩種采用劃分合理的溫度梯度，且不會(huì)相互影響。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，但本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制。只要采用了本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種車載大功率變流器冷卻方法，其特征在于采用水風(fēng)油混合冷卻方式對(duì)車載變流器裝置進(jìn)行冷卻，有機(jī)的把水和油兩散熱介質(zhì)性能參數(shù)相結(jié)合，形成高純水加變壓器油的密閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，再將水和油兩散熱介質(zhì)通過(guò)水油風(fēng)換熱器與外界空氣進(jìn)行二次散熱；最終由空氣將熱量帶走，實(shí)現(xiàn)車載大功率設(shè)備的綜合散熱冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的車載大功率變流器冷卻方法，其特征在于變流器功率柜散熱冷卻采用介質(zhì)為純水；變壓器選擇為油浸式變壓器，散熱冷卻采用介質(zhì)為變壓器油；由冷卻介質(zhì)為高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)和冷卻介質(zhì)為變壓器油的變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)，以及水風(fēng)油混合換熱器組成車載水風(fēng)油混合冷卻系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的車載大功率變流器冷卻方法，其特征在于車載水風(fēng)油混合冷卻系統(tǒng)由高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)和冷卻介質(zhì)為變壓器油的變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)分別對(duì)變流器功率柜需要散熱的器件和變壓器進(jìn)行散熱，經(jīng)管路將熱量帶入水風(fēng)油混合換熱器，然后通過(guò)水風(fēng)油混合換熱器進(jìn)行熱交換，并通過(guò)風(fēng)機(jī)的強(qiáng)迫風(fēng)冷將熱量排出水風(fēng)油混合換熱器外，實(shí)現(xiàn)了高效的車載大功率設(shè)備的散熱冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述車載大功率變流器冷卻方法的車載大功率變流器冷卻系統(tǒng)，其特征在于采用水風(fēng)油混合冷卻方式對(duì)車載變流器裝置進(jìn)行冷卻，由冷卻介質(zhì)為高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)和冷卻介質(zhì)為變壓器油的變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)，以及水風(fēng)油混合換熱器組成車載水風(fēng)油混合冷卻系統(tǒng)；高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)與變壓器油的變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)分別與水風(fēng)油混合換熱器組合形成兩套冷卻循環(huán)系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求4所述的車載大功率變流器冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成是從內(nèi)冷卻水道輸出的載熱冷卻介質(zhì)經(jīng)主循環(huán)泵加壓后輸入到水風(fēng)油混合換熱器，通過(guò)間壁散熱方式將所載熱量傳遞給外冷卻風(fēng)，冷卻后的介質(zhì)返回內(nèi)冷卻系統(tǒng)，在從內(nèi)冷卻水道中吸收熱量后重新輸出，形成閉合循環(huán)主冷卻回路。
6.如權(quán)利要求4所述的車載大功率變流器冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成是從內(nèi)冷卻油道輸出的載熱冷卻介質(zhì)經(jīng)主循環(huán)泵加壓后輸入到水風(fēng)油混合換熱器，通過(guò)間壁散熱方式將所載熱量傳遞給外冷卻風(fēng)，冷卻后的介質(zhì)返回內(nèi)冷卻系統(tǒng)，在從內(nèi)冷卻油道中吸收熱量后重新輸出，形成閉合循環(huán)主冷卻回路。
7.如權(quán)利要求4所述的車載大功率變流器冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成是所述的水風(fēng)油混合換熱器的構(gòu)成是換熱器可分為三個(gè)區(qū)域風(fēng)機(jī)、水風(fēng)換熱倉(cāng)、油風(fēng)換熱倉(cāng)；在換熱倉(cāng)內(nèi)部置有自上而下的盤狀銅制管路，該管路貫穿、緊貼安裝有柵欄狀散熱片；所述高純水密閉式循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)出水口分別置于換熱器的下部和上部，當(dāng)冷空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓流經(jīng)過(guò)散熱片的同時(shí)高純水通過(guò)進(jìn)水口進(jìn)入靠近風(fēng)機(jī)側(cè)的水風(fēng)換熱倉(cāng)，水向空氣釋放熱量，完成熱交換，冷卻后的介質(zhì)經(jīng)回水管路流出。
8.如權(quán)利要求7所述的車載大功率變流器冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述變壓油的密閉式循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)出油口分別置于換熱器的下部和上部，當(dāng)空氣經(jīng)水換熱后，控制溫升 ^ 10°C，經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓流經(jīng)過(guò)散熱片的同時(shí)變壓油通過(guò)進(jìn)油口進(jìn)入遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)側(cè)的油風(fēng)換熱倉(cāng)，油向空氣釋放熱量，完成第二次熱交換，冷卻后介質(zhì)的經(jīng)回油管路流出。
全文摘要
一種車載大功率變流器冷卻方法及冷卻系統(tǒng)，采用水風(fēng)油混合冷卻方式對(duì)車載變流器裝置進(jìn)行冷卻，有機(jī)的把水和油兩散熱介質(zhì)性能參數(shù)相結(jié)合，形成高純水加變壓器油的密閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，再將水和油兩散熱介質(zhì)通過(guò)水油風(fēng)換熱器與外界空氣進(jìn)行二次散熱；最終由空氣將熱量帶走，實(shí)現(xiàn)車載大功率設(shè)備的綜合散熱冷卻。由冷卻介質(zhì)為高純水的變流器功率柜密閉式循環(huán)系統(tǒng)、冷卻介質(zhì)為變壓器油的變壓器密閉式循環(huán)系統(tǒng)和水風(fēng)油混合換熱器組成車載水風(fēng)油混合冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)將水冷系統(tǒng)、油冷系統(tǒng)及水油風(fēng)換熱器的設(shè)計(jì)有機(jī)的結(jié)合在一起；實(shí)現(xiàn)了高效的車載大功率設(shè)備的散熱冷卻。
文檔編號(hào)H05K7/20GK102270926SQ20111024683
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者吳莉莉, 彭凱, 敬華兵, 曹洋, 曹超, 李軍, 李雪榮, 楊鳴遠(yuǎn), 段艷莉, 王挺澤, 羅仁俊, 范偉, 藍(lán)德劭, 陳菁, 陳鋒 申請(qǐng)人:株洲變流技術(shù)國(guó)家工程研究中心有限公司