用于铁路车辆的电功率转换器制造技术

用于铁路车辆的电功率转换器（10），包括：第一电磁零件（13）；热源构件（22）；和冷却线路（14），冷却线路包括：双相载热流体；载热流体循环的回路（26），该回路包括贴靠第一电磁零件的第一热交换器（27）和能够将载热流体的热量排放到冷却线路（14）外的第二热交换器（28）；和使载热流体在冷却回路（26）中循环的循环部件（59）。冷却线路（14）适于冷却热源构件（22）；循环部件（59）包括由载热流体穿过、贴靠热源构件（22）的至少一个毛细蒸发器（60A、60B、60C、60D），载热流体在该或每个毛细蒸发器（60A、60B、60C、60D）中的液/蒸汽界面处产生的压力作用下在冷却回路（26）中循环。

【技术实现步骤摘要】
用于铁路车辆的电功率转换器
本专利技术涉及用于铁路车辆的电功率转换器，所述电功率转换器包括： -能够参与电流转换的第一电磁零件； -与第一电磁零件分开的热源构件；和 --冷却线路，其包括： -双相载热流体； -载热流体循环回路，该回路包括： ?贴靠所述第一电磁零件的第一热交换器； ?能够将载热流体的热量排放到冷却线路外的第二热交换器；和 ?使第一热交换器与第二热交换器流体连通的流体连通部件；和 -使载热流体在冷却回路中循环的载热流体循环部件。
技术介绍
为了给牵引电动机供电，铁路车辆需要具备车载电功率转换器。由于功率非常大， 因而应冷却转换器，以排出它们所产生的热量。 转换器尤其包括一些变压器，对这些变压器的冷却一般通过油在其中循环的第一 冷却回路保证。油是电绝缘体。油在回路中在变压器浸在油中的室与空气交换器之间以封 闭线路循环。机械泵保证使油运动。 转换器还包括一些换流器，对这些换流器的冷却一般通过独立于第一冷却回路的 第二冷却回路保证，加乙二醇的水在第二冷却回路中循环。该加乙二醇的水在第二空气交 换器和与换流器的开关构件接触的热交换器之间以封闭线路循环，机械泵保证使加乙二醇 的水运动。 这些冷却回路比较庞大，尤其是由于泵，它们需要还与泵存在有关的大量维护保 养,这增大铁路车辆的经营成本和维护成本。 从FR-A-2 949 642中了解到一种用于铁路车辆的电功率转换器，其中用毛细泵 代替第二冷却回路的机械泵。这样可以减小电功率转换器的体积尺寸，并降低它的维护成 本，但却没有解决与第一冷却回路维护及体积大有关的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种小体积尺寸并且需要较少维护的用于铁路车辆的电功 率转换器。 为此，本专利技术的目标是上述类型的电功率转换器，其中，冷却线路适于冷却热源构 件；并且，载热流体循环部件包括由载热流体穿过、贴靠所述热源构件的至少一个毛细蒸发 器，载热流体在该或每个毛细蒸发器中的液/蒸汽界面处产生的压力作用下在冷却回路中 循环。 根据一些特殊实施方式，电功率转换器包括以下特征中的一个或几个： --该或每个毛细蒸发器包括毛细芯，所述毛细芯能够保证从冷却流体输送管道 以液态接收到的载热流体完全汽化，及保证将完全呈气态的载热流体通过蒸汽输送管道送 返； -完全汽化在所述毛细芯中建立并使载热流体的液相和汽相分开的弯月面处发 生； -所述冷却线路没有使载热流体在所述回路中循环的机械泵； -所述热源构件是能够参与电流转换、及其发热高于所述第一电磁零件发热的第 二电磁零件，例如电功率零件； -所述回路包括该或每个毛细蒸发器，所述第一热交换器和该或每个毛细蒸发器 通过所述第二热交换器相互串联流体连通； -所述第二热交换器在所述第一热交换器的下游，并在该或每个毛细蒸发器的上 游； -所述回路包括将载热流体从所述第一热交换器引导直到该或每个毛细蒸发器 的引导支路、和使载热流体从该或每个第三毛细蒸发器返回直到所述第一热交换器的、与 所述引导支路平行的返回支路； -所述第二热交换器安装在所述引导支路上，所述回路还包括第四热交换器， 所述第四热交换器能够把载热流体的热量排放到所述冷却线路外并安装在所述返回支路 上； -所述回路是毛细泵回路； -所述冷却线路在该或每个毛细蒸发器的上游包括液态载热流体的加压储存器， 所述加压储存器布置高度高于该或每个毛细蒸发器的布置高度； -所述冷却线路包括控制在该或每个毛细蒸发器上游的载热流体的压力和/或 温度参数的控制部件； -其中所述第一热交换器包括载热流体循环管道、和插置于所述第一电磁零件与 所述载热流体循环管道之间的导热介电材料； -其中所述第一电磁零件是磁性零件，例如变压器或感应线圈，或者所述第一电 磁零件是电容零件，例如电容器或蓄电池。 本专利技术的目标还在于一种铁路车辆，所述铁路车辆包括具有电动机的牵引链和如 上定义的电功率转换器。 【附图说明】 通过阅读下面仅作为例子给出并参照附图进行的描述将更好地理解本专利技术，附图 中： 一图1是符合本专利技术的车载转换器的透视图；和 -图2是图1转换器的冷却线路的示意图。 【具体实施方式】 图1中表不出用于铁路车辆的电功率转换器10。该转换器一般装载在货物或乘客 运输列车的动力车或者机车中。转换器10在铁路车辆中给牵引链的电动机供电。如本领 域公知的，转换器包括换流器12例如四相换流器、能够参与电流转换的第一电磁零件例如 变压器13、以及冷却换流器12和变压器13的冷却线路14。 换流器12能够把例如来自悬吊接触网的直流电转换为具有相关变阻功能的三相 电流。 如本领域已知的，换流器12包括直流输入总线16、四个功率传导杆18A、18B、18C、 18D，其中每个杆与换流器的一相和变阻功能相对应，换流器还包括至少一热源构件22,例 如并联安装在总线16与每个功率杆18A、18B、18C、18D之间的四个半导体开关构件22。 每个构件22形成绝缘栅双极晶体管（已知以英文术语Insulated Gate Bipolar Transistor的首字母缩略词IGBT表示)。 如本领域已知的，变压器13包括被线圈25包围的磁芯24。如图所示，磁芯24例 如为环形。 当转换器10运行时，开关构件22的发热高于变压器13的发热。 要注意的是，出于清楚的原因，图2中对换流器12的表示省略了直流输入总线16、 功率杆18和开关构件22。 图2中示意表示的冷却线路14是封闭线路。冷却线路保证变压器13产生的热量 的消散，及保证使变压器13的温度保持在基本恒定的值。冷却线路还保证开关构件22产 生的热量的消散及保证这些开关构件22连接处的温度。 为此，冷却线路14形成用于冷却变压器13和换流器12的载热流体例如甲醇循环 的回路26。 冷却回路26包括贴靠变压器13的第一热交换器27、和能够将载热流体的热量排 放到冷却线路14外的第二热交换器28。冷却回路还包括使第一热交换器27和第二热交换 器28流体连通的流体连通部件29,流体连通部件能够将冷却流体在第二热交换器27与第 二热交换器28之间引导。 第一热交换器27包括介电材料30和冷却流体循环管道31。第一热交换器还包括 支撑管道31的壳体32。 介电材料30与变压器13接触。介电材料完全包围变压器13。介电材料在变压器 13周围及在变压器内延伸。 介电材料30是良好的热导体，即它的导热率大于1W. m、K S优选大于2W. m、K、 介电材料30优选是固体，例如掺有添加剂的树脂或碳基体(matrice carbone )。作为变型， 介电材料30是油。 介电材料30主要插置于壳体32与变压器13之间。 管道31包括沿介电材料30伸展的周边部分33、和延伸于介电材料30中的内部部 分34。内部部分34特别延伸在变压器13内，以避免在此处形成热点。 壳体32延伸在介电材料30周围。壳体插置在介电材料30与管道31的周边部分 33之间。壳体也具有良好的导热率，该导热率一般本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于铁路车辆的电功率转换器（10），所述电功率转换器包括：‑‑能够参与电流转换的第一电磁零件（13）；‑‑与所述第一电磁零件（13）分开的热源构件（22）；和‑‑冷却线路（14），所述冷却线路包括：‑双相载热流体；‑载热流体循环的回路（26），所述回路包括：·贴靠所述第一电磁零件的第一热交换器（27）；·能够将载热流体的热量排放到所述冷却线路（14）外的第二热交换器（28）；和·使所述第一热交换器（27）与所述第二热交换器（28）流体连通的流体连通部件（29）；和‑使载热流体在冷却回路（26）中循环的载热流体循环部件（59），其特征在于，所述冷却线路（14）适于冷却所述热源构件（22）；并且，所述载热流体循环部件（59）包括由载热流体穿过、贴靠所述热源构件（22）的至少一个毛细蒸发器（60A、60B、60C、60D），载热流体在所述毛细蒸发器（60A、60B、60C、60D）中的液/蒸汽界面处产生的压力作用下在冷却回路（26）中循环。

【技术特征摘要】
2013.03.22 FR 13525971. 用于铁路车辆的电功率转换器（10)，所述电功率转换器包括： --能够参与电流转换的第一电磁零件（13); 一与所述第一电磁零件（13)分开的热源构件（22);和 一冷却线路（14)，所述冷却线路包括： -双相载热流体； -载热流体循环的回路（26)，所述回路包括： ?贴靠所述第一电磁零件的第一热交换器（27); ?能够将载热流体的热量排放到所述冷却线路（14)外的第二热交换器（28);和 ?使所述第一热交换器（27)与所述第二热交换器（28)流体连通的流体连通部件（29); 和 -使载热流体在冷却回路（26)中循环的载热流体循环部件（59)， 其特征在于，所述冷却线路（14)适于冷却所述热源构件（22);并且，所述载热流体循环 部件（59)包括由载热流体穿过、贴靠所述热源构件（22)的至少一个毛细蒸发器（60A、60B、 60C、60D)，载热流体在所述毛细蒸发器（6(^、6(?、60(：、600)中的液/蒸汽界面处产生的压 力作用下在冷却回路（26)中循环。2. 如权利要求1所述的电功率转换器（10)，其中，所述毛细蒸发器（60A、60B、60C、60D) 包括毛细芯（74)，所述毛细芯能够保证从冷却流体输送管道（62A)以液态接收到的载热流 体完全汽化，及保证将完全呈气态的载热流体通过蒸汽输送管道（62B)送返。3. 如权利要求2所述的电功率转换器（10)，其中，完全汽化在弯月面处发生，所述弯月 面在所述毛细芯（74)中建立并使载热流体的液相和汽相分开。4. 如上述权利要求中任一项所述的电功率转换器（10)，其中，所述冷却线路（14)没有 使载热流体在所述回路（26)中循环的机械泵。5. 如上述权利要求中任一项所述的电功率转换器（10)，其中，所述热源构件（22)是能 够参与电流转换、及其发热高于所述第一电磁零件（13)发热的第二电磁零件，例如电功率 零件。6. 如上述权利要求中任一项所述的电功率转换器（10)，其中，所述回路（26)包括所 述毛细蒸发器（6(^、6(?、60(：、600)，所述第一热交换器（27)和所述毛细蒸发器（6(^、60...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·尼古洛，B·肖沙，
申请(专利权)人：阿尔斯通运输股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR