[发明专利]一种用于牵引变流器的内循环冷却系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种用于牵引变流器的内循环冷却系统，所述牵引变流器的各功率器件设于封闭的机柜内，所述内循环冷却系统包括设置在所述机柜内部的热交换器、风机和通风管道系统，所述风机抽取所述机柜内的热空气，热空气经所述热交换器冷却后再由所述风机送入所述通风管道系统，所述通风管道系统包括通往各功率器件的通风管道，并各通风管道在对应每个功率器件处设有至少一个管道出口，每个管道出口设有喷头及相关联的调节阀以用于调节相应喷头的流量。

技术领域

本发明涉及物理仪器领域，尤其涉及一种用于牵引变流器的内循环冷却系统及其控制方法。

背景技术

牵引变流器由于防尘等级要求高，其功率器件都处于密闭的空间内。工作过程中，最重要的功率器件如IGBT产生热损耗后，由外循环冷却系统(风冷、水冷)带走，使得功率器件的结温能够保持在允许的范围内，保证其正常的工作和可靠性。除了IGBT等功率开关器件的损耗，其它如电容器、低感母排、PCB插件板、电阻等也会在工作过程中产生热损耗，导致变流器内部温度上升，如果不及时散热，极易引起内部器件温度过高，造成变流器故障。

如图1所示，风冷内循环系统原理如下：布置在柜体内部的风机为内循环提供风压头和风量，一般采用轴流风机，这样的风机特点为风量较大，但是压头较小。考虑到柜内其它设备的空间排布，往往内循环的空气流动很难组织地恰到好处，且组织好以后柜内结构再次改变将严重影响原来的内循环热设计。这种内循环的特点导致某些甚至是大部分的热源处的风速很小(1m/s～2m/s)，且空气流动的方向往往并不能最大程度地起到散热的作用。另外，通过热交换器被冷却的空气在被送到热源附近之前，在流动过程中与热空气混合而被加热了。

因此，现有技术中亟待解决的问题有：

1.提高风机的有效风量；

2.提高热源附近的风速；

3.防止冷却后的空气在流到热源处之前被周边空气加热；

4.灵活调节冷却风量的大小和方向。

为解决上述问题，本发明旨在提供一种能够有效将冷却后的空气送达热源附近且能够调节风量大小、方向的冷却系统及其控制方法。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一个方面，提供一种用于牵引变流器的内循环冷却系统，所述牵引变流器的各功率器件设于封闭的机柜内，所述内循环冷却系统包括设置在所述机柜内部的热交换器、风机和通风管道系统，所述风机抽取所述机柜内的热空气，热空气经所述热交换器冷却后再由所述风机送入所述通风管道系统，所述通风管道系统包括通往各功率器件的通风管道，并各通风管道在对应每个功率器件处设有至少一个管道出口，每个管道出口设有喷头及相关联的调节阀以用于调节相应喷头的流量。

进一步地，各喷头通过方向可调的软管连接至相应管道出口，各喷头基于对应待散热的功率器件的散热特性而通过所述软管被设置相对于对应热功率器件具有特定对流方向。

进一步地，当功率器件为电抗器时，所述电抗器处的喷头的软管被设置为使相应喷头喷出的空气相对于电抗器具有从下往上的对流方向。

进一步地，当功率器件为PCB电路板时，所述电抗器处的喷头的软管被设置为使相应喷头喷出的空气相对于PCB电路板具有垂直正对电路板面的对流方向。

进一步地，每个喷头包括倒锥形的喷嘴。

进一步地，所述机柜的柜体骨架由空心的钢管构成，所述通风管道系统的至少一部分通风管道由所述钢管组成。