冷却装置及变流器的制作方法

1.本发明涉及变流器技术领域，特别地，涉及一种冷却装置及变流器。


背景技术：

2.近年来，我国的轨道交通尤其是城市轨道交通得到了迅速的发展。变流器作为轨道交通车辆的重要部件，它的功能主要在于实现交流制和直流制之间的电能转换，即将电网提供的能量经过一系列转化后提供给轨道交通车辆，一方面为车辆上安装的牵引电机提供能量，从而驱动车辆运行；另一方面，为机车上其他各种辅助设备提供所需的三相交流电压。变流器主要包括变流器箱体，内部安装的功率模块、变压器、电抗器、控制模块等其他电器元件，以及用于各种电子元件连接的母排和线缆等。根据不同的技术要求，变流器可以安装在车体的不同部位，如车体顶部，车体内部或车体的底架上。
3.现有的变流器采用箱体结构设计，由于变流器在运行期间，电气元件会产生大量的热，引起变流器内部空气温度升高。这将导致很多电气结构件性能不稳定或者失灵，从而危害整个变流器的性能，因此采用风冷的放置对整个变流器进行冷却，外界气体经过滤网过滤后进入箱体内，现有的过滤网多采用交叉纵横的金属编制平面网或波形网制成，放置于车体裙板与变流器散热器之间，以避免飞絮、灰尘、杂物等堵塞散热器翅片或进入变流器的箱体内部。
4.现有的过滤网被飞絮、灰尘、杂物等堵塞后，散热器进风量减少，影响变流器整体散热能力，可能导致冷却系统的冷却液温度超温，部件工作温度升高，系统报出超温故障，最终影响列车的正常运行。现有的过滤网需要定期进行拆卸清理，在柳絮季节和夏季高温期的过滤网清理周期会进一步缩减，极大增加列车日常检修的工作量。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种冷却装置及变流器，以解决目前变流器的过滤网容易堵塞而造成进风量减少，导致冷却效果差，车辆无法正常运行的技术问题。
6.本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
7.本发明提供一种冷却装置，包括：箱体；进气过滤机构，安装于所述箱体上；出气过滤机构，安装于所述箱体上；冷风发生机构，安装于所述箱体内，所述冷风发生机构能产生从所述进气过滤机构进入所述箱体内的冷却气流，以及从所述箱体内朝所述进气过滤机构喷出的外喷气流。
8.在本发明的实施方式中，所述冷风发生机构包括冷却风机，所述冷却风机通过第一风道与所述进气过滤机构相连通，所述冷却风机通过第二风道与所述出气过滤机构相连通，所述冷却风机通过朝所述第二风道转动而形成所述冷却气流，所述冷却风机通过朝所述第一风道转动而形成所述外喷气流。
9.在本发明的实施方式中，所述进气过滤机构包括进气滤网和滤网清洁结构，所述箱体上设有进风口，所述进气滤网铺设于所述进风口上，所述滤网清洁结构安装于所述箱
体的外壁面上并与所述进气滤网相贴合。
10.在本发明的实施方式中，所述滤网清洁结构包括清洁刷，所述清洁刷能贴合移动地设置在所述进气滤网上。
11.在本发明的实施方式中，所述清洁刷通过传动结构安装于所述箱体的外壁面上，所述外喷气流沿垂直于所述进气滤网的方向喷出至所述传动结构处，所述传动结构在所述外喷气流的风力驱动下带动所述清洁刷在所述进气滤网上移动。
12.在本发明的实施方式中，所述进风口、所述进气滤网、所述清洁刷均竖直设置，所述传动结构在所述外喷气流的风力驱动下带动所述清洁刷沿水平方向在所述进气滤网上进行往复运动。
13.在本发明的实施方式中，所述传动结构包括风杯和转轴，所述清洁刷为滚刷，所述风杯通过所述转轴与所述清洁刷同轴连接，所述风杯在所述外喷气流的风力驱动下带动所述清洁刷往复滚动。
14.在本发明的实施方式中，所述转轴上安装有多个所述清洁刷和多个所述风杯，多个所述清洁刷沿平行于所述进气滤网的方向间隔排布，多个所述风杯分别位于两两相邻的所述清洁刷之间。
15.在本发明的实施方式中，所述箱体的外壁面上安装有两个齿轮架，两个所述齿轮架分别架设于所述进气滤网的相对的两侧，所述齿轮架上设有环形齿条，所述环形齿条的内环面上设有齿槽，所述转轴的两端分别安装有齿轮，两个所述齿轮分别与两个所述环形齿条的所述齿槽啮合连接，所述齿轮随所述转轴转动的同时沿所述环形齿条滚动。
16.在本发明的实施方式中，所述转轴的两端分别设有限位挡板，两个所述齿轮位于两个所述限位挡板之间，所述限位挡板挡于所述环形齿条外。
17.在本发明的实施方式中，所述出气过滤机构包括出气滤网，所述箱体上设有出风口，所述出气滤网铺设于所述出风口上。
18.在本发明的实施方式中，所述箱体内安装有至少两个所述冷却风机，所述箱体的侧面上安装有至少两个进气过滤机构，所述箱体内设有至少两个相互独立的所述第一风道。
19.在本发明的实施方式中，至少两个所述进气过滤机构相对地布设所述箱体上相对的两侧面上，所述冷却风机位于相对布设的至少两个所述进气过滤机构之间。
20.在本发明的实施方式中，所述箱体内安装有待冷却部件，所述待冷却部件安装于所述第二风道中。
21.在本发明的实施方式中，所述箱体内安装有至少两个待冷却部件，所述箱体内设有至少两个相互独立的第二风道，至少两个所述待冷却部件一一对应地安装于至少两个相互独立的第二风道中，所述箱体的侧面上安装有至少两个出气过滤机构。
22.本发明还提供一种变流器，包括上述冷却装置。
23.本发明的特点及优点是：
24.本发明的冷却装置，通过在箱体上安装进气过滤机构和出气过滤机构，并在箱体内安装冷风发生机构，工作状态下通过冷风发生机构将外界空气从进气过滤机构抽吸至箱体内而产生冷却气流对箱体内进行冷却，通过进气过滤机构将外界空气中的杂质进行拦截，从而避免杂质进入箱体内，当进气过滤机构上附着的杂质较多时，通过冷风发生机构将
外界空气从出气过滤机构抽吸至箱体内，进而朝进气过滤机构喷出，从而形成外喷气流，外喷气流带动附着于进气过滤机构上的杂质喷出至外界，从而避免进气过滤机构被杂质堵塞，保证工作状态下进气过滤机构的进风量，确保工作状态下箱体内正常冷却。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明的冷却装置的立体结构示意图。
27.图2为本发明的冷却气流的流向示意图。
28.图3为本发明的外喷气流的流向示意图。
29.图4为本发明的滤网清洁结构的立体结构示意图。
30.图5为本发明的滤网清洁结构的局部放大图。
31.图6为本发明的传动结构的局部放大图。
32.图7为本发明的风杯的结构示意图。
33.图中：
34.1、箱体；11、小箱体；2、进气过滤机构；21、进气滤网；3、滤网清洁结构； 31、清洁刷；32、传动结构；321、转轴；322、风杯；323、齿轮；324、齿轮架；325、环形齿条；3251、齿槽；326、限位挡板；4、出气过滤机构；41、出气滤网；5、冷风发生机构；51、冷却风机；52、第一风道；53、第二风道；6、待冷却部件。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.实施方式一
37.如图1、图2及图3所示，本发明提供一种冷却装置，包括：箱体1；进气过滤机构2，安装于箱体1上；出气过滤机构4，安装于箱体1上；冷风发生机构5，安装于箱体1内，冷风发生机构5能产生从进气过滤机构2进入箱体1内的冷却气流，以及从箱体1内朝进气过滤机构2喷出的外喷气流。
38.本发明的冷却装置，通过在箱体1上安装进气过滤机构2和出气过滤机构4，并在箱体1内安装冷风发生机构5，工作状态下通过冷风发生机构5将外界空气从进气过滤机构2抽吸至箱体1内而产生冷却气流对箱体1内进行冷却，通过进气过滤机构 2将外界空气中的杂质进行拦截，从而避免杂质进入箱体1内，当进气过滤机构2上附着的杂质较多时，通过冷风发生机构5将外界空气从出气过滤机构4抽吸至箱体1 内，进而朝进气过滤机构2喷出，从而形成外喷气流，外喷气流带动附着于进气过滤机构2上的杂质喷出至外界，从而避免进气过滤机构2被杂质堵塞，保证工作状态下进气过滤机构2的进风量，确保工作状态下箱体1内正
常冷却。
39.具体的，箱体1大体为矩形箱体结构。进气过滤机构2和出气过滤机构4分别安装于箱体1的不同侧面上，从而使进入箱体1内的温度较低的气流与从箱体1内喷出的温度变高的气流互不影响。变流器的电子元件安装于箱体1内。变流器运行时，外界空气不断地从箱体1的一侧经进气过滤机构2进入箱体1内形成冷却气流，冷却气流吸收电子元件的热量，然后从出气过滤机构4喷出至箱体1的另一侧，变流器运行一段时间后，当检测到进气过滤机构2的进风量小于要求的进风量时，或者当检测到箱体1内温度高于要求的温度时，变流器无需停止运行，仅通过冷风发生机构5产生朝进气过滤机构2喷出的外喷气流，通过外喷气流带动进气过滤机构2上附着的杂质喷出至外界，使进气过滤机构2的进风量符合要求，保证箱体1内变流器的电子元件正常冷却，确保车辆正常运行。
40.本发明的实施方式中，如图1、图2及图3所示，冷风发生机构5包括冷却风机 51，冷却风机51通过第一风道52与进气过滤机构2相连通，冷却风机51通过第二风道53与出气过滤机构4相连通，冷却风机51通过朝第二风道53转动而形成冷却气流，冷却风机51通过朝第一风道52转动而形成外喷气流。通过设置旋转可控的冷却风机51，从而产生冷却气流和外喷气流，结构简单，且易于控制。
41.具体的，第一风道52大体为直型风道或锥形风道，使冷却风机51喷出外喷气流无需换向，直接喷至进气过滤机构2上，外喷气流的流速大，压力大，从而快速地将进气过滤机构2上附着的杂质吹松并带走。
42.本发明的实施方式中，如图1和图4所示，进气过滤机构2包括进气滤网21和滤网清洁结构3，箱体1上设有进风口，进气滤网21铺设于进风口上，滤网清洁结构3安装于箱体1的外壁面上并与进气滤网21相贴合。通过滤网清洁结构3配合外喷气流对进气滤网21进行双重清洁，清洁效率高，清洁效果好。
43.具体的，滤网清洁结构3包括清洁刷31，清洁刷31能贴合移动地设置在进气滤网21上。通过清洁刷31对进气滤网21进行清扫，从而将进气滤网21上附着的杂质刷除，以及将进气滤网21上粘附的杂质刷松，进而使杂质能被外喷气流喷除。
44.本发明的实施方式中，如图4和图5所示，清洁刷31通过传动结构32安装于箱体1的外壁面上，外喷气流沿垂直于进气滤网21的方向喷出至传动结构32处，传动结构32在外喷气流的风力驱动下带动清洁刷31在进气滤网21上移动。通过以外喷气流的风力为驱动力驱动清洁刷31在进气滤网21上移动，因此无需额外设置外力驱动装置，结构简单，成本低，且易于控制，即无需额外控制滤网清洁结构3的启动和暂停，仅需通过控制冷却风机51的转动方向，使冷却风机51产生外喷气流，便可使滤网清洁结构3与外喷气流同步对进气滤网21进行清洁。可选的，通过设置油缸、气缸等驱动装置，从而推动清清洁刷31在进气滤网21上移动。可选的，通过设置转动电机带动清洁刷31在进气滤网21上转动。
45.具体的，如图1和图4所示，其中，图1作为以下描述各个结构的空间方向的参考，进风口、进气滤网21、清洁刷31均竖直设置，传动结构32在外喷气流的风力驱动下带动清洁刷31沿水平方向在进气滤网21上进行往复运动。通过将进气滤网 21竖直设置，使得进气滤网21上附着的一部分杂质在自身的重力作用下掉落，还有一部分杂质被清洁刷31刷松以及被外喷气流吹松而无法被吹走的杂质在自身的重力作用下掉落。通过将清洁刷31竖直设置，使得清洁刷31无需克服自身的重力而在外喷气流的风力驱动下沿水平方向进行往复运动。
可选的，清洁刷31在外喷气流的风力驱动下沿竖直方向进行往复运动。可选的，进风口、进气滤网21、清洁刷31均水平设置。
46.本发明的实施方式中，如图5、图6及图7所示，传动结构32包括风杯322和转轴321，清洁刷31为滚刷，风杯322通过转轴321与清洁刷31同轴连接，风杯322 在外喷气流的风力驱动下带动清洁刷31往复移动。风杯322的杯腔朝向进气滤网21，使得风杯322仅在外喷气流的风力驱动下转动，而不会受冷却气流的影响，因此，无需设置其他控制装置对传动结构32进行控制，当冷却风机51产生冷却气流对箱体1 内进行冷却时，风杯322不会带动清洁刷31转动，从而避免清洁刷31在进气滤网 21上滚动而影响冷却气流进入箱体1。可选的，传动结构32包括风叶和固定件，当冷却风机51产生冷却气流时，通过固定件将转轴321和/或风叶进行固定，使清洁刷 31无法滚动。
47.如图4所示，转轴321上安装有多个清洁刷31和多个风杯322，多个清洁刷31 沿平行于进气滤网21的方向间隔排布，多个风杯322分别位于两两相邻的清洁刷31 之间。通过设置多个间隔排布的清洁刷31，使进气滤网21的各个区域均能被清洁刷 31刷到。通过设置多个风杯322与多个清洁刷31，使各个清洁刷31受力均匀，同步滚动。具体的，三个清洁刷31沿竖直方向间隔排布，两个风杯322分别位于两两相邻的清洁刷31之间，三个清洁刷31的总长度与进气滤网21的宽度相近。
48.如图4和图6所示，箱体1的外壁面上安装有两个齿轮架324，两个齿轮架324 分别架设于进气滤网21的相对的两侧，齿轮架324上设有环形齿条325，环形齿条 325的内环面上设有齿槽3251，转轴321的两端分别安装有齿轮323，两个齿轮323 分别与两个环形齿条325的齿槽3251啮合连接，齿轮323随转轴321转动的同时沿环形齿条325滚动。通过在转轴321的两端设置齿轮323，使齿轮323与齿轮架324 相配合，从而引导转轴321转动前进。通过设置环形齿条325，环形齿条325包括两段水平布设的水平段以及两段分别将两段水平段的两端连接的弯道段，且两段弯道段分别靠近进气滤网21的两侧边沿设置，使齿轮323在转轴321的带动下从进气滤网 21的一侧边沿处先沿环形齿条325的一水平段滚动至滚动进气滤网21的另一侧边沿处，从而引导清洁刷31在进气滤网21上从进气滤网21的一侧边沿滚动至进气滤网 21的另一侧而对进气滤网21进行了一次清洁，进而使齿轮323沿环形齿条325上位于该侧的弯道段转弯后滚动至环形齿条325的另一水平段上，再沿环形齿条325的该水平段返回至进气滤网21的另一侧边沿处，从而引导清洁刷31在进气滤网21上从进气滤网21的一侧边沿滚动至进气滤网21的另一侧而对进气滤网21又进行了一次清洁，以上述方式持续一段时间，使得转轴321带动清洁刷31进行往复运动而对进气滤网21反复进行清洁。具体的，两个齿轮架324分别位于进气滤网21的上方和下方，转轴321沿竖直方向架设于两个齿轮架324之间。环形齿条325的水平段的长度与进气滤网21的长度相近，从而确保清洁刷31能滚动至进气滤网21的侧边沿。
49.如图5所示，转轴321的两端分别设有限位挡板326，两个齿轮323位于两个限位挡板326之间，限位挡板326挡于环形齿条325外。通过限位挡板326从外侧对齿轮323进行限位，避免齿轮323从环形齿条325脱出。
50.如图1所示，本发明的实施方式中，出气过滤机构4包括出气滤网41，箱体1 上设有出风口，出气滤网41铺设于出风口上。具体的，在本实施例中，由于出气滤网41仅在进气过滤机构2需要清理时，即冷却风机51产生外喷气流时，对外界空气的杂质进行拦截，而清理
的时间较短，因此出气滤网41不易出现由于长时间拦截杂质而被杂质堵塞的情况，因此无需在出气滤网41的外侧设置滤网清洁结构3。可选的，出气滤网41的外侧也设置有滤网清洁结构3。
51.本发明的实施方式中，如图1、图2及图3所示，箱体1内安装有至少两个冷却风机51，箱体1的侧面上安装有至少两个进气过滤机构2，箱体1内设有至少两个相互独立的第一风道52。至少两个进气过滤机构2相对地布设于箱体1上相对的两侧面上，冷却风机51位于相对布设的至少两个进气过滤机构2之间。箱体1内安装有待冷却部件6，待冷却部件6安装于第二风道53中。箱体1内安装有至少两个待冷却部件6，箱体1内设有至少两个相互独立的第二风道53，至少两个待冷却部件6 一一对应地安装于至少两个相互独立的第二风道53中，箱体1的侧面上安装有至少两个出气过滤机构4。具体的，箱体1内设有两个冷却风机51、两个第一风道52以及两个第二风道53。箱体1上设有对应的两个进气过滤机构2和两个出气过滤机构4
52.通过设置至少两个冷却风机51、至少两个第一风道52以及至少两个第二风道53，箱体1内的冷却气流增多，使箱体1内的待冷却部件6快速冷却，提高了冷却效率，此外，也可根据不同待冷却部件6的冷却要求，控制不同冷却风机51的风量。在本实施例中，箱体1由两个小箱体11拼装而成，冷却风机51和第一风道52安装于一个小箱体11内，第二风道53和待冷却部件6安装于另一个小箱体11内，两个小箱体11之间设有用于连通冷却风机51与第二风道53的通风口。通过设置两个小箱体 11，使得结构更紧凑且易于维护。
53.实施方式二
54.本发明还提供一种变流器，包括上述冷却装置。变流器的电子元件安装于箱体1 中。冷却装置与实施方式一中所述的冷却装置的结构、工作原理和有益效果相同，在此不再赘述。
55.以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。