详情

原文传递牵引变流器冷却系统的研究

论文题名：	牵引变流器冷却系统的研究
关键词：	牵引变流器;冷却系统;散热控制;冷却技术;仿真分析;电力机车
摘要：	随着机车电传动技术的发展，电力电子元件的散热控制已经变成非常重要而且关键的一个环节。对于牵引变流器来说，热量的产生、传递、发散与其本身的工作效率有紧密联系。冷却技术是牵引变流器核心技术之一，为了更好地消化和吸收国外先进的冷却技术，本论文选取先进的CRH2动车组牵引变流器，深入研究了其采用的冷却技术，建立HVIGBT的功率损耗模型和冷却系统的仿真模型，通过CFD软件对牵引变流器的损耗发热和散热情况进行了仿真分析。本文首先对几种常用冷却方式的形式与特点进行了详细说明和比较，其中从冷却系统组成的角度对CRH2动车组牵引变流器蒸发冷却系统进行了理论分析和研究CRH2牵引变流器所采用的冷却方式，日方技术资料称之为沸腾冷却，它结合了热管冷却和大容器蒸发冷却的优点，传热原理与重力式热管冷却方式的传热机理相同，由于重力式热管没有吸液芯或毛细结构，这就使其具有制造工艺简单、生产成本低廉、工作可靠、传热效率高和具有较高的临界热流密度等优点。所以本文对重力式热管的相变冷却过程也给出详细的分析，并通过冷却剂选择的一般原则，从制冷剂的性能以及环境保护的角度提出了新的制冷剂THR02作为冷却介质选择的方案。再次，本文建立了功率元件HVIGBT的R-C等效发热模型，阐述了HVIGBT的功率损耗计算公式，并通过热仿真软件将牵引变流器中的HVIGBT功率损耗计算出来，以此确定了牵引变流器中HVIGBT的发热量，为牵引变流器的热管冷却器的设计提供了热源参考值。最后，本论文就以重力式热管的传热机理对CRH2牵引变流冷却原理加以分析和说明，依据文中所计算得出的变流器损耗发热量，设计了满足实际运行条件的重力式热管冷却器，通过CFD软件QFIN的仿真分析得到了热管散热器在不同的冷却风速和翅片结构条件下的翅片温度分布曲线和云图，仿真结果表明所设计的重力式热管冷却器可以满足CRH2在实际运营环境下的冷却要求。
作者：	蒋启伟
专业：	电力电子与电力传动
导师：	关振宏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文