应用案例 | 久茂产品在机车冷却系统的应用_久茂_机车冷却系统

应用案例 | 久茂产品在机车冷却系统的应用

2023/2/27 11:30:02

随着我国经济的高速发展，铁路运输更显繁忙，国内各铁路编组站以及路外的调车机车作业量逐年增大，对机车的质量要求也日益增高。冷却系统为电力机车牵引系统正常工作提供保障，因此对于冷却装置的温度和压力监测也尤为重要。

电力机车牵引系统

电力机车牵引系统三大部件：牵引变压器、牵引变流器和牵引电机冷却系统。

冷却装置是由冷却室钢结构、集流箱、散热器、冷却风扇、风扇驱动装置、顶百叶窗、侧百叶窗及水管路等组成。由此可见，冷却装置安装的零部件较多，接口衔接比较复杂。冷却室钢结构作为模块化冷却装置的基本框架，要有很好的通用性，通过选装不同的零部件，组合成与不同功率等级柴油机配套的冷却装置。钢结构设计必须达到标准化、通用性。由于冷却室钢结构设计具有良好的兼容性，使得机车冷却装置模块具有较宽的适应范围，从而形成系列化、规范化、标准化、模块化，这对提升整个机车质量有很大帮助。

1）流传动电力机车冷却系统的组成：

流传动电力机车冷却系统包括牵引变压器冷却系统、牵引变流器冷却系统、牵引电机冷却系统、车内通风系统、司机室空调通风系统等。后几种冷却系统比较简单，比如牵引电机和辅助变流器一般采用通风机供风的直接风冷方式进行冷却。但牵引变压器冷却系统、牵引变流器冷却系统却比较复杂，前者通常使用变压器油作为冷却介质对变压器线圈等进行冷却，后者通常使用纯水+乙二醇(以下简称水)的混合液作为冷却介质对变流器功率模块半导体器件进行冷却，冷却介质吸收的热量再通过外部二次冷却装置散发到大气中去。

2）牵引变压器油冷却系统的组成：

牵引变压器油冷却系统一般由油箱、油泵、油流继电器、温度传感器、压力传感器、副油箱、空气干燥器、气体触发继电器、油散热器、各种控制阀门及管路等部件组成，冷却系统工作时，变压器油箱中的高温油在油泵的作用下沿着油管路，经过阀、油泵、波纹管、各种传感器后进入油散热器，在散热器中通过外部风机强制通风完成热交换，被冷却后的低温油流回变压器油箱。变压器副油箱与主油箱之间安装有气体触发继电器，当变压器因故障区过热或强电场作用造成绝缘材料分解产生气体时，可通过气体触发继电器排气、报警或跳闸；变压器副油箱还通过气体触发继电器及管路向主油箱补充油量。变压器副油箱上安装有空气干燥器，当变压器内部压力过小或过大时，空气通过干燥器进入或流出副油箱，达到调节冷却系统压力平衡的目的。

3）牵引变流器水冷却系统的组成：

牵引变流器水冷却系统一般由水冷基板(半导体器件初级散热器，也称一次散热器)、水散热器(外部二次散热器)、膨胀水箱、水泵、过滤器、流量计、温度传感器、压力传感器、各种控制阀门及管路等部件组成，水冷基板上涂覆导热硅脂，半导体器件紧密贴装固定在水冷基板的外表面组成牵引变流器功率模块。半导体器件工作时产生的热量首先传到水冷基板上，水冷基板再将热量传导到内腔的冷却水中，系统通过冷却水泵将水冷基板内腔中的水强制循环到外部水散热器中，高温水在水散热器中通过外部风机强制通风散热，完成热交换后的冷却水再流回水冷基板内腔重复上述冷却过程。

无论是牵引变压器油冷却系统，还是牵引变流器水冷却系统，都需要外部二次冷却装置。交流传动电力机车冷却装置按总体结构来分，基本有两种:一种是集成式冷却塔，另一种是组装式冷却装置。冷却系统是由散热器，冷水基板，风机组等组合。

铁路客,货运主要牵引准备有内燃机车，内燃动车组，电力机车，电动车组等，上述机车，动车组牵引传动系统分两大类，一类动力源是柴油机，另一种动力源是电网供电。牵引传动系统在能量转换，动力传递过程中，各部件因机械或电气损耗会产生大量的热量，冷却系统的作用是将这些热量带走，保证各部件在适当的温度下正常稳定安全全效运行。

随着机车，动车组技术和换热技术的不断发展，我国机车，动车组冷却系统技术标注也从无到有，从只注重热性能到同时关注其可靠性，适用性，从部件到系统，目前已经初步形成了冷却系统技术标准体系的基本框架。

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