[发明专利]一种导电液体主动冷却方法及装置

说明书

本发明涉及一种导电液体主动冷却方法及装置，导电液体在导体表面上流过，一侧与导体接触，另一侧通过接地端与电流引线接地，利用导体自身的电磁场与导电液体中的电流相互作用，产生对导电液体的驱动力，将导体产生的热量带到低温端，起到冷却的作用。上述装置导电液体均为主动循环，无需外部驱动泵和独立电源。

技术领域

本发明涉及一种导电液体主动冷却方法及装置，属于电磁体装置的冷却和热管理技术领域。

背景技术

具有强载流的导体器件广泛应用于各个工业领域，在某些强电、强磁场领域，如大功率变压器、电磁铁、电机、强电磁轨道或线圈推进器等，这些装置或其部件在运行过程中因强大的电流密度产生大量的焦耳热，自然风冷水冷无法满足要求，电磁装置发热会破坏绝缘，降低使用寿命，同时降低整体装置的工作效率和稳定性，影响控制系统的灵敏度、可靠性和准确性，工作实效，若不主动强制冷却可能会造成高温损坏元器件，因此业界对电磁装置的主动冷却关注日益增高。传统的电磁装置主动冷却大致有四种方法，分别是水冷、氢冷、风冷和混合冷却。水冷是利用泵体将水注入附着于导线表面的空心导管，利用水的温升将热量带走。由于水的比热较大，这种方法散热还不错，但是装置需要独立的压力水驱动泵，驱动泵也需要专门的供电设备，占用空间较大。如果将冷却水直接注入导体内部，要保证水的绝缘性，把水去离子处理，成本高昂。氢冷是将氢气冷却压缩再进入冷却系统内，通过氢气的循环带走装置内产生的热量。但是氢气属于易燃易爆气体，在冷却系统中运用危险系数比较大。风冷直接用风扇向磁体装置或者装置的散热片吹风，让流动的空气将装置产生的热量带走，结构简单，但这种方法散热效率低，整个散热装置体积较大。混合冷却是在一定的策略之下将以上冷却方法结合，达到冷却效果，但显然提高了复杂度。可以看出，以上方法都有外置冷却媒质(水、氢气或空气)驱动装置(液压、气压泵或者风扇)的缺陷，驱动装置工作机都需要对外加专门的驱动电源。随着技术的发展，电磁装置的应用将会更加广泛，电磁装置的主动冷却也会成为一个越来越重要的课题。

目前相关文献报导中并没有导电液体作为冷却装置；但现有的液体冷却技术中，如： (1)一种热交换式磁流体冷却设备，申请号：201510631573.9，可以看出都是自带液体驱动泵，驱动泵会有噪音、效率以及寿命问题；(2)一种适用于电子器件的凹槽式磁流体冷却装置，申请号：201220235227.0，该装置利用了磁流体温升不同磁化率不同，存在受力的梯度变化，能够实现自驱动，但冷却液为煤油基锰铁氧体磁流体，能够实施的温度范围有限，密封要求高，一旦泄露就有失火的危险。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提出一种方便、简单、安全的导电液体主动冷却方法及装置，本发明基于导电液体，利用载流导体产生的磁场实现了自驱动，不需要任何驱动泵，而且液体可以基于水溶液，不会起火。

本发明技术解决方案：

一种导电液体主动冷却方法，其特点在于：导电液体利用载流导体产生的磁场与导电液体内部的电流相互作用产生的驱动力自主循环流动，将导体产生热量带到低温散热端，所述低温是指环境温度，为-15～48℃，不需要外部驱动泵。

所述的导电液体一侧与导体接触，另一侧与接地端接触，导体和接地端由绝缘体隔离，导体、绝缘体和接地端功能形成对导电液体的的封闭腔，接地端通过接地引线接地。

所述导电液体通过管道与导体隔离放置的处于自然散热环境的低温散热端连接形成循环回路，将导体产生的热量源源不断地带到低温散热端散发，形成对导体的持续冷却。

在所述接地引线中串入一个可变电阻R，以调节导电液体内的电流密度，实现不同的导电液体流速和冷却效果。