一种车载大功率变流器冷却方法及冷却系统

摘要

一种车载大功率变流器冷却方法及冷却系统，采用水风油混合冷却方式对车载变流器装置进行冷却，有机的把水和油两散热介质性能参数相结合，形成高纯水加变压器油的密闭式循环冷却系统，再将水和油两散热介质通过水油风换热器与外界空气进行二次散热；最终由空气将热量带走，实现车载大功率设备的综合散热冷却。由冷却介质为高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统、冷却介质为变压器油的变压器密闭式循环系统和水风油混合换热器组成车载水风油混合冷却系统。该系统将水冷系统、油冷系统及水油风换热器的设计有机的结合在一起；实现了高效的车载大功率设备的散热冷却。

主权项

一种车载大功率变流器冷却方法，其特征在于：采用水风油混合冷却方式对车载变流器装置进行冷却，由冷却介质为高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统和冷却介质为变压器油的变压器密闭式循环系统，以及水风油混合换热器组成车载水风油混合冷却系统；高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统与变压器油的变压器密闭式循环系统分别与水风油混合换热器组合形成两套冷却循环系统；由高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统和冷却介质为变压器油的变压器密闭式循环系统分别对变流器功率柜需要散热的器件和变压器进行散热，经管路将热量带入水风油混合换热器，然后通过水风油混合换热器进行热交换，并通过风机的强迫风冷将热量排出水风油混合换热器外；采用水风油混合冷却方式对车载变流器装置进行冷却，有机的把水和油两散热介质性能参数相结合，形成高纯水加变压器油的密闭式循环冷却系统，再将水和油两散热介质通过水油风换热器与外界空气进行二次散热；最终由空气将热量带走，实现车载大功率设备的综合散热冷却；其中：所述的高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统是从内冷却水道输出的载热冷却介质经主循环泵加压后输入到水风油混合换热器，通过间壁散热方式将所载热量传递给外冷却风，冷却后的介质返回内冷却系统，在从内冷却水道中吸收热量后重新输出，形成高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统闭合循环主冷却回路；由于冷却介质在循环过程中受多种因素影响水质不断下降，为此高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统设置离子交换器旁路于主冷却回路运行，离子交换器内装长效免维护离子交换树脂，运行中不断输出超纯去离子水以维持主主冷却回路冷却介质的低电导率；为消除闭环回路中冷却介质因温度变化引起体积变化产生的应力，高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统中应设置稳压缓冲罐；为防止罐中高纯水接触空气氧化污染，缓冲罐中冲入氮气并维持设定的氮气压力；高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统回路中设置自动排气系统、过滤系统及水箱氮气稳压系统，以维持回路中冷却介质佳点工况；电控系统以PLC编程控制器为核心，对高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统运行的参数：水压、流量、电阻率、液位、温湿度信号进行监控，智能态运行，实现人机即时交流；所述变压器密闭式循环系统的构成是：从内冷却油道输出的载热冷却介质经主循环泵加压后输入到水风油混合换热器，通过间壁散热方式将所载热量传递给外冷却风，冷却后的介质返回内冷却系统，在从内冷却油道中吸收热量后重新输出，形成变压器密闭式循环系统闭合循环主冷却回路；电控系统以PLC编程控制器为核心，对变压器密闭式循环系统运行的参数：水压、流量、液位、温湿度信号进行监控，智能态运行，实现人机即时交流；所述的水风油混合换热器的构成是换热器分为三个区域：风机、水风换热仓、油风换热仓；在换热仓内部置有自上而下的盘状铜制管路，该管路贯穿、紧贴安装有栅栏状散热片；所述高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统的进出水口分别置于换热器的下部和上部，当冷空气经风机加压流经过散热片的同时高纯水通过进水口进入靠近风机侧的水风换热仓，水向空气释放热量，完成热交换，冷却后的介质经回水管路流出；所述变压器密闭式循环系统的进出油口分别置于换热器的下部和上部，当空气经水换热后，温升≤10℃；经水换热后经风机加压流经过散热片的同时变压油通过进油口进入远离风机侧的油风换热仓，油向空气释放热量，完成第二次热交换，冷却后介质的经回油管路流出。2. 根据权利要求1所述车载大功率变流器冷却方法的车载大功率变流器冷却系统，其特征在于：采用水风油混合冷却方式对车载变流器装置进行冷却，由冷却介质为高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统和冷却介质为变压器油的变压器密闭式循环系统，以及水风油混合换热器组成车载水风油混合冷却系统；高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统与变压器油的变压器密闭式循环系统分别与水风油混合换热器组合形成两套冷却循环系统；所述的高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统的构成是从内冷却水道输出的载热冷却介质经主循环泵加压后输入到水风油混合换热器，通过间壁散热方式将所载热量传递给外冷却风，冷却后的介质返回内冷却系统，在从内冷却水道中吸收热量后重新输出，形成高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统闭合循环主冷却回路；由于冷却介质在循环过程中受多种因素影响水质不断下降，为此高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统设置离子交换器旁路于主冷却回路运行，离子交换器内装长效免维护离子交换树脂，运行中不断输出超纯去离子水以维持主冷却回路冷却介质的低电导率；为消除闭环回路中冷却介质因温度变化引起体积变化产生的应力，高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统中应设置稳压缓冲罐；为防止罐中高纯水接触空气氧化污染，缓冲罐中冲入氮气并维持设定的氮气压力；高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统回路中设置自动排气系统、过滤系统及水箱氮气稳压系统，以维持回路中冷却介质佳点工况；电控系统由PLC编程控制器为核心，对高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统运行的参数：水压、流量、电阻率、液位、温湿度信号进行监控，智能态运行，实现人机即时交流；所述变压器密闭式循环系统的构成是从内冷却油道输出的载热冷却介质经主循环泵加压后输入到水风油混合换热器，通过间壁散热方式将所载热量传递给外冷却风，冷却后的介质返回内冷却系统，在从内冷却油道中吸收热量后重新输出，形成变压器密闭式循环系统闭合循环主冷却回路；电控系统以PLC编程控制器为核心，对变压器密闭式循环系统运行的参数：水压、流量、液位、温湿度信号进行监控，智能态运行，实现人机即时交流；所述的水风油混合换热器的构成是换热器分为三个区域：风机、水风换热仓、油风换热仓；在换热仓内部置有自上而下的盘状铜制管路，该管路贯穿、紧贴安装有栅栏状散热片；所述高纯水的变流器功率柜密闭式循环系统的进出水口分别置于换热器的下部和上部，当冷空气经风机加压流经过散热片的同时高纯水通过进水口进入靠近风机侧的水风换热仓，水向空气释放热量，完成热交换，冷却后的介质经回水管路流出；所述变压器密闭式循环系统的进出油口分别置于换热器的下部和上部，当空气经水换热后，温升≤10℃；经水换热后经风机加压流经过散热片的同时变压油通过进油口进入远离风机侧的油风换热仓，油向空气释放热量，完成第二次热交换，冷却后介质的经回油管路流出。