專利名稱：用于變流器功率模塊的水冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及冷卻裝置，特別涉及一種水冷卻裝置，具體為一種用于變流器功率模塊的水冷卻裝置。
背景技術(shù)：
變流器是機車交流傳動系統(tǒng)的重要組成部分。在變流器的正常工作中，變
流器中的功率模塊(含有IGBT、 二極管等半導(dǎo)體器件)會產(chǎn)生一定的熱量，如果這些熱量不能及時有效的散發(fā)出去，就會使功率模塊的效率大大降低，甚至導(dǎo)致變流器不能正常工作。目前變流器的冷卻方式主要有自然冷卻、強迫風(fēng)冷、水冷、油冷、沸騰冷卻等。水冷卻方式具有冷卻效果好的特點，但由于水冷卻方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，密封性要求比較高，目前在機車交流傳動系統(tǒng)中還沒有得到成熟的應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為了解決變流器功率模塊的水冷卻目前在機車交流傳動系統(tǒng)中還沒有得到成熟應(yīng)用的問題，提供一種用于變流器功率模塊的水冷卻裝置。
本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的用于變流器功率模塊的水冷卻裝置，包括熱交換風(fēng)冷裝置、進水口和出水口分別固定有水分配器的水泵、其上帶有進水口和出水口的功率模塊快速接頭、膨脹水箱，熱交換風(fēng)冷裝置包括支撐箱體，支撐箱體內(nèi)的上部固定有冷卻風(fēng)機，支撐箱體內(nèi)位于冷卻風(fēng)機下部固定有帶有進、出水管接頭的散熱器，在支撐箱體上固定有水分配器，該水分配器經(jīng)輸水管與散熱器的進水管接頭相連，同時該水分配器還經(jīng)輸水管與各功率模塊快速接頭的出水口連接，散熱器的出水管接頭經(jīng)輸水管與水泵進水口處的水分配器相連，各功率模塊快速接頭的進水口經(jīng)輸水管與水泵出水口處的水分配器相連；膨脹水箱與水泵進水口處的水分配器之間用輸水管連接，同時膨脹水箱與固定于支撐箱體上的水分配器之間用管路連接；在水泵進水口處的水分配器上固定有充水閥門。功率模塊快速接頭是一種現(xiàn)有公知產(chǎn)品，用來與變流器功率模塊中冷卻基板水腔的進水口和出水口配合，即使用時，功率模塊快速
接頭與變流器功率模塊中的冷卻基板配合，使功率模塊快速接頭上的進水口和出水口分別與冷卻基板水腔的進水口和出水口配合。所述的散熱器為一種現(xiàn)有公知產(chǎn)品，其包括帶有進、出水管接頭的冷卻液水道，冷卻液水道上固定有散熱翅片，如附圖4、 5所示。工作時，利用水泵進水口處的水分配器上的充水閥門對冷卻系統(tǒng)填充水冷卻液，當(dāng)膨脹水箱液面位置達(dá)到要求時即完成冷卻液的填充。使風(fēng)機、水泵開始工作，水泵作為水冷卻液的循環(huán)動力，使水冷卻液循環(huán)。水冷卻液從水泵出水口出來，經(jīng)水泵出水口處的水分配器至各功率模塊快速接頭的進水口，進入變流器功率模塊中冷卻基板的水腔，變流器功率模塊中半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的熱量通過冷卻基板與循環(huán)流過的水冷卻液進行熱量交換，熱量交換后的高溫水冷卻液從功率模塊快速接頭的出水口、經(jīng)輸水管、固定于熱交換風(fēng)冷裝置支撐箱體上的水分配器進入熱交換風(fēng)冷裝置內(nèi)的散熱器內(nèi)，冷卻風(fēng)機對散熱器進行風(fēng)冷，水冷卻液的熱量通過散熱器的冷卻液水道表面及其上的翅片以熱輻射和對流散熱的方式得以釋放，充分降溫后的水冷卻液經(jīng)散熱器的出水管接頭、水泵進水口處的水分配器進入水泵，依次不斷循環(huán)，完成對變流器功率模塊的水冷卻。變流器在正常運行過程中，水冷卻液的體積會隨溫度
變化而變化，同時水冷卻液也有一定的損耗，利用膨脹水箱進行液位的指示和對水冷卻液進行有效的補充。水冷卻系統(tǒng)在運行過程中，氣泡對各部件的損害是非常巨大的，膨脹水箱與固定于支撐箱體上的水分配器之間的管路(不銹鋼管)可對其進行有效的排除。所述的散熱器為一種現(xiàn)有公知產(chǎn)品，其包括帶有進、出水管接頭的冷卻液
水道，冷卻液水道上固定有散熱翅片，如附圖4、 5所示。在冷卻液水道上密封固定有溫度傳感器。在水泵出水口處的水分配器上固定有壓力傳感器。壓力傳感器用于檢測水冷卻液的壓力和泵的旋轉(zhuǎn)方向，當(dāng)水冷卻液的壓力超出系統(tǒng)要求的范圍或泵的旋轉(zhuǎn)方向錯誤時，壓力傳感器輸出故障信號進行保護；溫度傳感器用于檢測水冷卻液的溫度，當(dāng)溫度超出系統(tǒng)要求的范圍時，溫度傳感器輸出故障信號進行保護。
本實用新型所述的水冷卻裝置解決了變流器中功率模塊的散熱、冷卻問題，提高了功率模塊的效率。利用壓力傳感器和溫度傳感器，當(dāng)冷卻系統(tǒng)中水冷卻液的壓力和溫度超出其要求的范圍時，能夠?qū)崟r進行保護。其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、新穎、巧妙，是一種理想的適用于變流器功率模塊的水冷卻裝置。


圖1為本實用新型所述的用于變流器功率模塊的水冷卻裝置的結(jié)構(gòu)立體
圖2為本實用新型所述的用于變流器功率模塊的水冷卻裝置的結(jié)構(gòu)另一角度立體圖3為本實用新型所述的用于變流器功率模塊的水冷卻裝置的局部結(jié)構(gòu)放大圖4為本實用新型所述的用于變流器功率模塊的水冷卻裝置中的散熱器結(jié)
構(gòu)示意圖5為圖4的俯視圖中1、 2-水分配器，3-水泵，4-功率模塊快速接頭，5-膨脹水箱，6-支撐箱體，7-冷卻風(fēng)機，8-進水管接頭，9-出水管接頭，10-散熱器，11-水分配器，12、 13、 14、 15-輸水管，16-管路，17-充水閥門，18-水分配器，19-冷卻液水道，20-溫度傳感器，2卜壓力傳感器，22-輸水管。
具體實施方式

用于變流器功率模塊的水冷卻裝置，包括熱交換風(fēng)冷裝置、進水口和出水口分別固定有水分配器l、 2的水泵3、其上帶有進水口和出水口的功率模塊快速接頭4、膨脹水箱5，熱交換風(fēng)冷裝置包括支撐箱體6，支撐箱體6內(nèi)的上部固定有冷卻風(fēng)機7，支撐箱體6內(nèi)位于冷卻風(fēng)機7下部固定有帶有進、出水管接頭8、 9的散熱器IO，在支撐箱體6上固定有水分配器11，該水分配器11經(jīng)輸水管12與散熱器的進水管接頭8相連，同時該水分配器11還經(jīng)輸水管13與各功率模塊快速接頭4的出水端口連接，散熱器10的出水管接頭9經(jīng)輸水管14與水泵進水口處的水分配器1相連，各功率模塊快速接頭4的進水口經(jīng)輸水管22與水泵出水口處的水分配器2相連；膨脹水箱5與水泵進水口處的水分配器1之間用輸水管15連接，同時膨脹水箱5與固定于支撐箱體6上的水分配器11之間用管路16連接；在水泵進水口處的水分配器1上固定有充水閥門17。具體制造時，散熱器10的出水管接頭9與水泵進水口處的水分配器1之間的輸水管14上串接有固定于熱交換風(fēng)冷裝置的支撐箱體6上的水分配器18，這樣使輸水管的分布、固定更合理。散熱器IO包括帶有進、出水管接頭8、 9的冷卻液水道19，冷卻液水道上固定有散熱翅片，如附圖4、 5所示。在冷卻液水道19上密封固定有溫度傳感器20。在水泵出水口處的水分配器2上固定有壓力傳感器21。工作時，通過易插拔的快速接頭將功率模塊與冷卻裝置連接起來，完后利用水泵旁邊的充水閥門對冷卻系統(tǒng)填充水冷卻液，當(dāng)膨脹水箱液面位置達(dá)到要求時即完成冷卻液的填充。使風(fēng)機、水泵、溫度傳感器和壓力傳感器開始工作，水冷卻液在冷卻系統(tǒng)中形成循環(huán)，散熱器通過其上部冷卻風(fēng)機的強制風(fēng)冷，散發(fā)功率模塊產(chǎn)生的熱量。
權(quán)利要求1、一種用于變流器功率模塊的水冷卻裝置，其特征為包括熱交換風(fēng)冷裝置、進水口和出水口分別固定有水分配器(1、2)的水泵(3)、其上帶有進水口和出水口的功率模塊快速接頭(4)、膨脹水箱(5)，熱交換風(fēng)冷裝置包括支撐箱體(6)，支撐箱體(6)內(nèi)的上部固定有冷卻風(fēng)機(7)，支撐箱體(6)內(nèi)位于冷卻風(fēng)機(7)下部固定有帶有進、出水管接頭(8、9)的散熱器(10)，在支撐箱體(6)上固定有水分配器(11)，該水分配器(11)經(jīng)輸水管(12)與散熱器的進水管接頭(8)相連，同時該水分配器(11)還經(jīng)輸水管(13)與各功率模塊快速接頭(4)的出水端口連接，散熱器(10)的出水管接頭(9)經(jīng)輸水管(14)與水泵進水口處的水分配器(1)相連，各功率模塊快速接頭(4)的進水口經(jīng)輸水管(22)與水泵出水口處的水分配器(2)相連；膨脹水箱(5)與水泵進水口處的水分配器(1)之間用輸水管(15)連接，同時膨脹水箱(5)與固定于支撐箱體(6)上的水分配器(11)之間用管路(16)連接；在水泵進水口處的水分配器(1)上固定有充水閥門(17)。
2、 如權(quán)利要求1所述的用于變流器功率模塊的水冷卻裝置，其特征為散熱器(10)的出水管接頭(9)與水泵進水口處的水分配器(1)之間的輸水管(14)上串接有固定于熱交換風(fēng)冷裝置的支撐箱體(6)上的水分配器(18)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的用于變流器功率模塊的水冷卻裝置，其特征為散熱器(10)包括帶有進、出水管接頭(8、 9)的冷卻液水道(19)，在冷卻液水道(19)上密封固定有溫度傳感器(20)。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的用于變流器功率模塊的水冷卻裝置，其特征為在水泵出水口處的水分配器(2)上固定有壓力傳感器(21)。
5、 如權(quán)利要求3所述的用于變流器功率模塊的水冷卻裝置，其特征為在水泵出水口處的水分配器(2)上固定有壓力傳感器(21)。
專利摘要本實用新型涉及一種水冷卻裝置，具體為用于變流器功率模塊的水冷卻裝置。解決變流器功率模塊的水冷卻目前在機車交流傳動系統(tǒng)中還沒有得到成熟應(yīng)用的問題。包括熱交換風(fēng)冷裝置、水泵、功率模塊快速接頭、膨脹水箱，熱交換風(fēng)冷裝置包括支撐箱體，支撐箱體內(nèi)固定有冷卻風(fēng)機和散熱器，散熱器的進水管接頭經(jīng)功率模塊快速接頭與水泵的出水口相連，散熱器的出水管接頭與水泵進水口相連，膨脹水箱與水泵進水口處的水分配器之間用輸水管連接，同時膨脹水箱與固定于支撐箱體上的水分配器之間用管路連接。本實用新型解決了變流器中功率模塊的散熱、冷卻問題，提高了功率模塊的效率。利用壓力傳感器和溫度傳感器，能夠?qū)崟r進行保護。
文檔編號H02M1/00GK201294452SQ20082022779
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月29日
發(fā)明者徐龍?zhí)? 李國鋒, 彬 王, 陳廣泰 申請人:永濟新時速電機電器有限責(zé)任公司