ТЯГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМ Российский патент 2023 года по МПК H02M1/00 H05K7/20 H02B1/56 

Настоящая заявка заявляет приоритет заявки КНР №202010129996.1, поданной 28 февраля 2020 года, под названием «Traction converter and control method of traction converter», которая включена в данный документ во всей своей полноте посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящая заявка принадлежит к области тяговых преобразователей для железнодорожных поездов и относится к тяговому преобразователю и способу управления им.

ПРЕДПОСЫЛКИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящее время у тяговых преобразователей для поездов для железнодорожных перевозок силовой модуль обычно содержит вспомогательный конденсатор для создания интегрированной конструкции. Эта интегрированная конструкция увеличивает размер и вес силового модуля, что является недостатком для последующего ремонта и обслуживания.

СУЩНОСТЬ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящей заявке предоставлен тяговый преобразователь и способ управления им. При соединении по отдельности силового модуля с другими компонентами (такими как вспомогательный конденсатор) преобразователя может быть повышено удобство ремонта и обслуживания.

В первом варианте реализации согласно настоящей заявке предоставлен тяговый преобразователь, содержащий:

корпус в сборе;

первую цепь в сборе, расположенную внутри корпуса в сборе; и

силовой модуль, содержащий вторую цепь в сборе; при этом вторая цепь в сборе расположена внутри корпуса в сборе; причем вторая цепь в сборе подвижно соединена с корпусом в сборе; и вторая цепь в сборе электрически соединена с первой цепью в сборе.

Необязательно первая цепь в сборе неподвижно расположена внутри корпуса в сборе; первая цепь в сборе содержит вспомогательный конденсатор; и вторая цепь в сборе не содержит вспомогательный конденсатор.

Необязательно вторая цепь в сборе дополнительно содержит многослойную шину; причем многослойная шина электрически соединена со второй цепью в сборе; и вторая цепь в сборе электрически соединена с первой цепью в сборе посредством многослойной шины.

Необязательно корпус в сборе содержит основную часть корпуса, опорный элемент расположен внутри основной части корпуса, и вторая цепь в сборе подвижно соединена с опорным элементом; и вторая цепь в сборе снабжена креплением в сборе, который соединен со второй цепью в сборе и разъемно соединен с опорным элементом.

Необязательно корпус в сборе дополнительно содержит пару рельсовых направляющих, которые прикреплены между второй цепью в сборе и корпусом в сборе.

Необязательно воздухоприемник и воздухоотвод выполнены на корпусе в сборе; силовой модуль дополнительно содержит первый воздуховод в сборе, который расположен ниже второй цепи в сборе для осуществления отвода тепла от второй цепи в сборе; причем первый воздуховод в сборе подвижно и разъемно соединен с корпусом в сборе; и первый воздуховод в сборе сообщается с воздухоприемником и воздухоотводом.

Необязательно воздухоприемник и воздухоотвод выполнены на корпусе в сборе; силовой модуль дополнительно содержит первый воздуховод в сборе для осуществления отвода тепла от второй цепи в сборе; причем первый воздуховод в сборе разъемно соединен со второй цепью в сборе и подвижно и разъемно соединен с корпусом в сборе; и первый воздуховод в сборе сообщается с воздухоприемником и воздухоотводом.

Необязательно тяговый преобразователь дополнительно содержит второй воздуховод в сборе, который расположен ниже первой цепи в сборе для осуществления отвода тепла от первой цепи в сборе; причем второй воздуховод в сборе сообщается с первым воздуховодом в сборе; второй воздуховод в сборе снабжен вентилятором, и вентилятор сообщается со вторым воздуховодом в сборе, чтобы перемещать воздух во втором воздуховоде в сборе к воздухоотводу.

Необязательно тяговый преобразователь дополнительно содержит панель в виде дверцы в сборе, и панель в виде дверцы в сборе предусматривает панель в виде дверцы, которая соединена с воздухоприемником; причем панель в виде дверцы снабжена воздуховодом дверцы; и первый воздуховод в сборе сообщается с внешней средой через воздуховод дверцы.

Необязательно тяговый преобразователь дополнительно содержит панель в виде дверцы в сборе с панелью в виде дверцы, и панель в виде дверцы соединена с воздухоприемником; и вторая цепь в сборе и/или первый воздуховод в сборе выполнены с возможностью перемещения при открытии панели в виде дверцы.

Необязательно панель в виде дверцы в сборе дополнительно содержит пластину регулировки объема воздуха, которая соединена с панелью в виде дверцы; и пластина регулировки объема воздуха расположена на конце воздуховода дверцы, обращенном к первому воздуховоду в сборе.

Необязательно пластина регулировки объема воздуха имеет регулируемое по размеру отверстие, и воздуховод дверцы сообщается с первым воздуховодом через отверстие.

Необязательно тяговый преобразователь дополнительно содержит фильтр в сборе, который соединен с панелью в виде дверцы; и фильтр в сборе расположен на конце воздуховода дверцы, обращенном к внешней среде, и фильтр в сборе закрывает воздуховод дверцы.

Необязательно тяговый преобразователь дополнительно содержит температурный датчик и систему управления; причем температурный датчик измеряет температуру второй цепи в сборе; температурный датчик электрически соединен с системой управления; и вентилятор электрически соединен с системой управления.

Необязательно тяговый преобразователь дополнительно содержит датчик скорости движения воздуха; причем датчик скорости движения воздуха расположен на задней стороне фильтра в сборе; и датчик скорости движения воздуха электрически соединен с системой управления.

Необязательно присутствует два силовых модуля; два первых воздуховода в сборе симметрично расположены с двух сторон второго воздуховода в сборе; и два первых воздуховода в сборе соответственно сообщаются со вторым воздуховодом в сборе.

Во втором варианте реализации согласно настоящей заявке предоставлен способ управления тяговым преобразователем, в котором используется тяговый преобразователь, описанный выше, и который включает следующие этапы:

S1: измерение датчиком скорости движения воздуха скорости движения воздуха после прохождения через фильтр в сборе для получения данных о скорости движения воздуха и передача данных о скорости движения воздуха в систему управления;

S2: получение системой управления данных о скорости движения воздуха и расчет данных об объеме воздуха согласно данным о скорости движения воздуха;

S3: установка системой управления порогового значения объема воздуха и сравнение данных об объеме воздуха с пороговым значением объема воздуха, и определение того, находится ли объем воздуха в пределах нормы; когда данные об объеме воздуха больше порогового значения объема воздуха, определение того, что объем воздуха находится в пределах нормы, и выполнение S4; и, когда данные об объеме воздуха меньше порогового значения объема воздуха, оповещение оператора о необходимости выполнения ремонта;

S4: измерение температурным датчиком температуры второй цепи в сборе для получения данных о температуре и передача данных о температуре в систему управления; и

S5: получение системой управления данных о температуре, установка порогового значения температуры и определение, находится ли температура в пределах нормы; когда данные о температуре меньше порогового значения температуры, определение, что температура находится в пределах нормы, и завершение операции; и, когда данные о температуре больше порогового значения температуры, определение, что температура находится за пределами нормы, увеличение скорости вращения вентилятора и выполнение S2.

Необязательно на этапе S3 оповещение оператора о необходимости выполнения ремонта, в частности, включает следующие этапы:

S31: получение системой управления данных о состоянии вентилятора и определение рабочего состояния вентилятора; причем, когда вентилятор работает нормально, выполнение S32; и, когда во время работы вентилятора возникает неисправность, выполнение S33;

S32: указание оператору провести очистку фильтра в сборе; и

S33: указание оператору провести проверку неисправности вентилятора.

По сравнению с предшествующим уровнем техники в настоящей заявке предусмотрены следующие полезные эффекты.

1. В тяговом преобразователе, предоставленном в по меньшей мере одном варианте реализации согласно настоящей заявке, во время ремонта обычно ремонтируется вторая цепь в сборе. Поскольку вторая цепь в сборе подвижно соединена с корпусом в сборе, вторая цепь в сборе может быть перемещена из корпуса в сборе. Другими словами, вторая цепь в сборе отдельно соединена с первой цепью в сборе. После ремонта вторая цепь в сборе перемещается обратно в свое исходное положение. В тяговом преобразователе, предоставленном согласно настоящей заявке, силовой модуль может быть отремонтирован независимо, без разборки всего тягового преобразователя, в результате чего повышается удобство ремонта и обслуживания.

2. В тяговом преобразователе, предоставленном в по меньшей мере одном варианте реализации согласно настоящей заявке, силовой модуль снабжен первым воздуховодом в сборе, и первый воздуховод в сборе сообщается с воздухоприемником и воздухоотводом для осуществления отвода тепла от второй цепи в сборе. Вместе с тем, первый воздуховод в сборе подвижно и разъемно соединен с корпусом в сборе, в результате чего может производиться замена с использованием разных первых воздуховодов в сборе в соответствии с разными требованиями к отводу тепла для второй цепи в сборе, в результате чего повышается универсальность.

3. В тяговом преобразователе, предоставленном в по меньшей мере одном варианте реализации согласно настоящей заявке, охлаждающий воздуховод имеет прямоточную конструкцию, и охлаждающий воздуховод не меняет направление и имеет низкое сопротивление воздуха, в результате чего эффективность охлаждения может быть улучшена, а шум потока воздуха может быть уменьшен.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1 представлено схематическое изображение силового модуля в тяговом преобразователе согласно варианту реализации в соответствии с настоящей заявкой;

на фиг. 2 представлен вид снизу тягового преобразователя согласно варианту реализации;

на фиг. 3 представлен вид спереди тягового преобразователя на фиг. 2;

на фиг. 4 представлен вид в разрезе тягового преобразователя на фиг. 3;

на фиг. 5 представлено первое схематическое изображение панели в виде дверцы в сборе согласно варианту реализации;

на фиг. 6 представлено второе схематическое изображение панели в виде дверцы в сборе согласно варианту реализации;

на фиг. 7 представлено схематическое изображение направления потока воздуха для отвода тепла в тяговом преобразователе согласно варианту реализации;

на фиг. 8 представлено схематическое изображение взаимосвязи соединений между системой управления и датчиками; и

на фиг. 9 представлена блок-схема управления тяговым преобразователем согласно варианту реализации;

на которой: 1 силовой модуль, 11 вторая цепь в сборе, 111 IGBT, 112 плата драйвера, 113 многослойная шина, 114 ручка, 12 первый воздуховод в сборе, 121 первый воздуховод, 122 первый уплотнительный элемент, 123 второй уплотнительный элемент, 13 крепление в сборе; 2 корпус в сборе, 21 основная часть корпуса, 211 воздухоприемник, 212 воздухоотвод, 22 опорный элемент; 3 второй воздуховод в сборе, 31 второй воздуховод, 32 третий воздуховод, 33 вентилятор; 4 панель в виде дверцы в сборе, 41 панель в виде дверцы, 411 воздуховод дверцы, 42 пластина регулировки объема воздуха; 5 фильтр в сборе; 6 первая цепь в сборе; 7 система управления, 8 температурный датчик и 9 датчик скорости движения воздуха.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технические решения в соответствии с настоящей заявкой будут описаны подробно ниже в комбинации с конкретными вариантами реализации. Однако следует понимать, что элементы, структуры и признаки в одном варианте реализации также могут быть преимущественно введены в другие варианты реализации без дополнительного описания.

В описании согласно настоящей заявке такие термины, как «первый» и «второй», используются только в описательных целях, и их не следует понимать как указывающие на или подразумевающие относительную важность или неявно указывающие количество указанных технических признаков. Термины «вверху», «внизу», «внутри», «снаружи» и т.п. указывают на положение или относительное положение согласно относительному положению, показанному на графических материалах, лишь для удобства описания в настоящей заявке и простоты описания, но не указывают или подразумевают, что устройства или элемент, на которые они ссылаются, должны иметь конкретную ориентацию, быть сконструированы и работать в конкретной ориентации, и, следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие настоящую заявку. Термины «соединять», «соединяющий» и «соединенный» следует понимать в широком смысле, если иное явно не указано и не ограничено. Например, это может быть неподвижное соединение, разъемное соединение или интегрированное соединение; может быть непосредственное соединение или опосредованное соединение посредством промежуточной среды и может быть внутреннее соединение двух элементов. Для специалистов в данной области техники конкретные значения упомянутых выше терминов в настоящей заявке могут быть понятны при определенных обстоятельствах.

В настоящей заявке вторая цепь в сборе 11 в силовых модулях 1 содержит компоненты с малой допустимой температурой, например, которые могут быть компонентами, требующими существенного ремонта и обслуживания, такими как IGBT, плата драйвера и т.д., или могут быть другими компонентами, которые нуждаются в частом ремонте. Эти компоненты могут быть специально выбраны в соответствии с фактической ситуацией и, как правило, не содержат вспомогательный конденсатор. Первая цепь в сборе относится к другим компонентам тягового преобразователя за исключением второй цепи в сборе, например, содержащей вспомогательный конденсатор, и т.д.

В варианте реализации согласно настоящей заявке предоставлен тяговый преобразователь, содержащий:

корпус в сборе 2;

первую цепь в сборе 6, которая расположена внутри корпуса в сборе 2 и может быть неподвижно расположена внутри корпуса в сборе; и

силовой модуль 1, содержащий вторую цепь в сборе 11, расположенную внутри корпуса в сборе 2, при этом вторая цепь в сборе 11 подвижно соединена с корпусом в сборе 2, и вторая цепь в сборе 11 электрически соединена с первой цепью в сборе 6.

Силовой модуль 1 подвижно расположен внутри корпуса в сборе, в результате чего силовой модуль может быть перемещен из корпуса в сборе 2.

В настоящем варианте реализации вторая цепь в сборе 11 представляет собой устройство, которое подлежит частому ремонту и обслуживанию в тяговом преобразователе, и, как правило, не содержит вспомогательный конденсатор 61. В процессе ремонта тягового преобразователя обычно ремонтируется вторая цепь в сборе 11. Поскольку вторая цепь в сборе 11 подвижно соединена с корпусом в сборе 2, вторая цепь в сборе 11 может быть перемещена из корпуса в сборе 2. Другими словами, вторая цепь в сборе 11 отдельно соединена с первой цепью в сборе 6. После ремонта вторая цепь в сборе 11 перемещается обратно в свое исходное положение. В настоящем варианте реализации первая цепь в сборе 6 содержит относительно большой вспомогательный конденсатор 61, который неподвижно расположен внутри корпуса в сборе 2. В тяговом преобразователе, предоставленном в настоящем варианте реализации, силовой модуль 1 может быть отремонтирован независимо, без разборки всего тягового преобразователя, в результате чего повышается удобство ремонта и обслуживания.

В частности, со ссылкой на фиг. 1-6 тяговый преобразователь содержит силовой модуль 1, корпус в сборе 2, второй воздуховод в сборе 3, панель в виде дверцы в сборе 4, фильтр в сборе 5 и первую цепь в сборе 6. Силовой модуль 1, первая цепь в сборе 6 и второй воздуховод в сборе 3 расположены внутри корпуса в сборе 2. Второй воздуховод в сборе 3 осуществляет отвод тепла для первой цепи в сборе 6. Панель в виде дверцы в сборе 4 соединена с корпусом в сборе 2, а фильтр в сборе 5 соединен с панелью в виде дверцы в сборе 4.

Более конкретно, со ссылкой на фиг. 2-4 корпус в сборе 2 поддерживает и защищает тяговый преобразователь. Корпус в сборе 2 содержит основную часть 21 корпуса и опорный элемент 22. Воздухоприемник 211 и воздухоотвод 212 выполнены на основной части 21 корпуса для осуществления отвода тепла от компонентов в основной части 21 корпуса. Опорный элемент 22 расположен внутри основной части 21 корпуса, и опорный элемент 22 расположен ниже силовой модуля 1 для поддержки силовой модуля 1.

Первая цепь в сборе 6 расположена внутри основной части 21 корпуса. Первая цепь в сборе 6 содержит другие компоненты в тяговом преобразователе за исключением силового модуля 1. Например, первая цепь в сборе 6 может содержать вспомогательный конденсатор 61 и т.д.

Со ссылкой на фиг. 1 силовой модуль 1 представляет собой ключевой компонент тягового преобразователя. Силовой модуль 1 содержит вторую цепь в сборе 11, первый воздуховод в сборе 12 и крепление в сборе 13. Вторая цепь в сборе 11 содержит компоненты с малой допустимой температурной, которые могут быть компонентами, требующими существенного ремонта и обслуживания, такими как IGBT 111, платы 112 драйверов и т.д., или которые могут быть другими компонентами, которые нуждаются в частом ремонте, и могут быть специально выбраны в соответствии с фактической ситуацией. Вторая цепь в сборе 11 электрически соединена с первой цепью в сборе 6 для реализации функции тягового преобразователя. Необязательно вторая цепь в сборе 11 электрически соединена с первой цепью в сборе 6 посредством многослойной шины 113, в результате чего индуктивность рассеяния цепи может быть эффективно уменьшена. Многослойная шина 113 в основном реализует прочные электрические соединения. Однако слабые электрические соединения, такие как передача сигнала внутри силового модуля, могут быть реализованы путем размещения шин и т.д.

Вторая цепь в сборе 11 и основная часть 21 корпуса подвижно соединены друг с другом. В процессе ремонта тягового преобразователя обычно ремонтируется вторая цепь в сборе 11. Поскольку вторая цепь в сборе 11 подвижно соединена с корпусом в сборе 2, вторая цепь в сборе 11 может быть перемещена из корпуса в сборе 2, другими словами, вторая цепь в сборе 11 отдельно соединена с первой цепью в сборе 6. После ремонта вторая цепь в сборе 11 перемещается обратно в свое исходное положение. Когда вторая цепь в сборе 11 перемещается обратно в свое исходное положение, вторая цепь в сборе 11 снова может быть электрически соединена с первой цепью в сборе 6 посредством многослойной шины 113. В настоящем варианте реализации силовой модуль 1 может быть отремонтирован независимо, без разборки всего тягового преобразователя, в результате чего повышается удобство ремонта и обслуживания.

Первый воздуховод в сборе 12 осуществляет охлаждение и отвод тепла для второй цепи в сборе 11. Со ссылкой на фиг. 1 и 4 первый воздуховод в сборе 12 содержит первый воздуховод 121, первый уплотнительный элемент 122 и второй уплотнительный элемент 123. Первый воздуховод 121 расположен ниже второй цепи в сборе 11, и первый воздуховод 121 относительно подвижно и разъемно соединен с основной частью 21 корпуса. Первый воздуховод 121 сообщается с воздухоприемником 211 и воздухоотводом 212. Охлаждающий воздух поступает в первый воздуховод 121 через воздухоприемник 211 и затем выходит из воздухоотвода 212, выводя тепло второй цепи в сборе 11, тем самым реализуя охлаждение и отвод тепла второй цепи в сборе 11. Необязательно первый воздуховод 121 разъемно соединен со второй цепью в сборе 11, и первый воздуховод 121 подвижно и разъемно соединен с основной частью 21 корпуса; причем в практических применениях, с одной стороны, может производиться замена с использованием разных первых воздуховодов 121 в соответствии с разными требованиями к отводу тепла второй цепи в сборе 11, в результате чего повышается универсальность силового модуля; с другой стороны, первый воздуховод 121 может быть перемещен из основной части 21 корпуса вместе со второй цепью в сборе 11, таким образом, замена воздуховода является удобной. Необязательно пара рельсовых направляющих (не показана) расположена между первым воздуховодом 121 и основной частью 21 корпуса. В частности, пара рельсовых направляющих может быть расположена между опорным элементом 22 и первым воздуховодом 121 и может направлять перемещение первого воздуховода 121 и второй цепи в сборе 11, в результате чего удобно перемещать силовой модуль из корпуса в сборе, и это дополнительно удобно для ремонта и обслуживания. Для улучшения показателей охлаждения первого воздуховода 121 и для предотвращения или уменьшения утечки воздуха к двум концам первого воздуховода 121 присоединены первый уплотнительный элемент 122 и второй уплотнительный элемент 123.

Из вышеуказанного можно увидеть, что первый воздуховод в сборе 12 и вторая цепь в сборе 11 как целое могут быть подвижно и разъемно соединены с корпусом в сборе 2 (или основными частями 21 корпуса). В рамках этого целого первый воздуховод в сборе 12, в частности, первый воздуховод 121, разъемно соединен со второй цепью в сборе 11.

Крепление в сборе 13 играет роль в закреплении и позиционировании силового модуля 1. В частности, крепление в сборе 13, с одной стороны, соединено со второй цепью в сборе 11 и, с другой стороны, разъемно соединено с опорным элементом 22. Перед ремонтом и обслуживанием крепление в сборе 13 отсоединяется от опорного элемента 22, и вторая цепь в сборе 11 и первый воздуховод в сборе 12 вытягиваются для ремонта и обслуживания. После ремонта и обслуживания вторая цепь в сборе 11 и первый воздуховод в сборе 12 задвигаются обратно в их исходные положения, и крепление в сборе 13 и опорный элемент 22 затем закрепляются и фиксируются. Для облегчения вытягивания и задвигания обратно второй цепи в сборе 11 и первого воздуховода в сборе 12 на силовом модуле 1 может быть дополнительно предусмотрена ручка 114.

Второй воздуховод в сборе 3 осуществляет охлаждение и отвод тепла от первой цепи в сборе 6. В частности, со ссылкой на фиг. 4 второй воздуховод в сборе 3 содержит второй воздуховод 31, третий воздуховод 32 и вентилятор 33. Второй воздуховод 31 расположен ниже первой цепи в сборе 6 для осуществления охлаждения и отвода тепла от первой цепи в сборе 6. Второй воздуховод 31 сообщается с первым воздуховодом 121, в частности, посредством второго уплотнительного элемента 123. Посредством размещения второго уплотнительного элемента 123 предотвращается вытекание охлаждающего воздуха из соединения между первым воздуховодом 121 и вторым воздуховодом 31, тем самым обеспечиваются показатели охлаждения. Третий воздуховод 32 сообщается со вторым воздуховодом 31, вентилятор 33 сообщается со вторым воздуховодом 31 через третий воздуховод 32, и вентилятор 33 перемещает воздух в третьем воздуховоде 32 к воздухоотводу 212. Воздухоприемник 211, первый воздуховод 121, второй воздуховод 31, третий воздуховод 32, вентилятор 33 и воздухоотвод 212 образуют охлаждающий воздуховод. Охлаждающий воздух поступает из воздухоприемника 211 под воздействием вентилятора 33, отводит тепло второй цепи в сборе 11 через первый воздуховод 121, далее отводит тепло первой цепи в сборе 6 через второй воздуховод 31, затем проходит через третий воздуховод 32 и перемещается к воздухоотводу 212 при помощи вентилятора 33, тем самым реализуя охлаждение и отвод тепла для первой цепи в сборе 6 и второй цепи в сборе 11. В тяговом преобразователе, предоставленном согласно настоящему варианту реализации, охлаждающий воздуховод имеет прямоточную конструкцию, и охлаждающий воздуховод не меняет направление и имеет низкое сопротивление воздуха, в результате чего эффективность охлаждения может быть улучшена, а шум потока воздуха может быть уменьшен.

Необязательно, как показано на фиг. 4, в тяговом преобразователе, предоставленном в настоящем варианте реализации, имеется два силовых модуля 1. Другими словами, силовые модули 1 расположены симметрично. Силовые модули 1, расположенные симметрично, имеют два первых воздуховода в сборе 12, и два первых воздуховода в сборе 12 соответственно сообщаются со вторым воздуховодом в сборе 3. Вентилятор 33 устанавливается по центру, и вентилятор 33 осуществляет отвод тепла от двух первых воздуховодов в сборе 12 (т.е. двух силовых модулей 1) через второй воздуховод в сборе 3, в результате чего эффективность отвода тепла повышается, а затраты на конструирование, производство и сборку снижаются.

Кроме того, для облегчения ремонта и обслуживания силового модуля 1 тяговый преобразователь дополнительно содержит панель в виде дверцы в сборе 4. Со ссылкой на фиг. 4-6 панель в виде дверцы в сборе 4 содержит панель 41 в виде дверцы и пластину 42 регулировки объема воздуха. Панель 41 в виде дверцы соединена с воздухоприемником 211 основной части 21 корпуса, при этом панель 41 в виде дверцы снабжена воздуховодом 411 дверцы, а первый воздуховод в сборе 12 сообщается с внешней средой через воздуховод 411 дверцы (как показано на фиг. 4 и 6). В процессе ремонта и обслуживания силового модуля 1 панель 41 в виде дверцы может быть открыта без разборки всего тягового преобразователя, в результате чего повышается удобство ремонта и обслуживания. Кроме того, для регулировки объема воздуха в охлаждающем воздуховоде панель в виде дверцы в сборе 4 дополнительно снабжена пластиной 42 регулировки объема воздуха, которая соединена с панелью 41 в виде дверцы и расположена на конце, на котором воздуховод 411 дверцы обращен к первому воздуховоду 121. Как показано на фиг. 6, пластина 42 регулировки объема воздуха расположена с возможностью снятия на панели в виде дверцы в сборе 4, и на пластине 42 регулировки объема воздуха образовано отверстие 421. Путем замены пластины 42 регулировки объема воздуха с отверстиями разных размеров может быть реализована регулировка объема воздуха. Воздуховод 411 дверцы сообщается с первым воздуховодом 121 (через отверстие 421), при этом между ними существует уплотнение в виде первого уплотнительного элемента 122, в результате чего предотвращается вытекание охлаждающего воздуха из соединения между воздуховодом 411 дверцы и первым воздуховодом 121, и обеспечиваются показатели охлаждения (как показано на фиг. 7).

Для фильтрации охлаждающего воздуха, поступающего в воздуховод 411 дверцы, используется фильтр в сборе 5. В частности, фильтр в сборе 5 соединен с панелью 41 в виде дверцы, при этом фильтр в сборе 5 расположен на конце воздуховода 411 дверцы, обращенном к внешней среде, и фильтр в сборе 5 закрывает воздуховод 411 дверцы.

Как показано на фиг. 8, тяговый преобразователь, предоставленный в настоящем варианте реализации, может дополнительно содержать систему 7 управления и температурный датчик 8. Температурный датчик электрически соединен с системой управления, и система управления может получать данные о температуре от температурного датчика и выполнять расчет на основе данных о температуре. Вентилятор 33 электрически соединен с системой 7 управления. Система управления может получать данные о состоянии вентилятора 33 и может управлять рабочим состоянием вентилятора 33. Таким образом реализуется энергосберегающее управление тяговым преобразователем.

Тяговый преобразователь, предоставленный в настоящем варианте реализации, может дополнительно содержать датчик 9 скорости движения воздуха, который расположен в задней части фильтра в сборе 5. В частности, датчик скорости движения воздуха расположен в охлаждающем воздуховоде и расположен в задней части фильтра в сборе 5. Например, на фиг. 4 датчик 9 скорости движения воздуха расположен в первом воздуховоде 121 в задней части фильтра в сборе 5. Датчик скорости движения воздуха может отслеживать объем воздуха в реальном времени, в результате чего скорость вращения вентилятора 33 регулируется с использованием данных измерений, тем самым реализуется энергосберегающее управление. Вместе с тем, объем воздуха также может определяться для определения блокировки фильтра в сборе 5 для напоминания оператору о необходимости очистки фильтра в сборе 5, тем самым реализуется интеллектуальный мониторинг.

Для облегчения понимания технических решений настоящей заявки процесс ремонта и обслуживания и процесс отвода тепла устройством отвода тепла преобразователя, предоставленным в настоящем варианте реализации, дополнительно описаны ниже.

Процесс ремонта и обслуживания: в процессе ремонта тягового преобразователя, в частности ремонта силового модуля 1, сначала открывается панель в виде дверцы в сборе 4, и затем крепление в сборе 13 отсоединяется от опорного элемента 22. Вторая цепь в сборе 11 и первый воздуховод в сборе 12 вытягиваются из основной части 21 корпуса посредством ручки 114, и вторая цепь в сборе 11 отделяется от первой цепи в сборе 6 посредством многослойной шины 113, в результате чего осуществляется ремонт и обслуживание второй цепи в сборе 11. После ремонта и обслуживания вторая цепь в сборе и первый воздуховод в сборе 12 задвигаются обратно в их исходные положения посредством ручки 114, причем вторая цепь в сборе 11 электрически соединена с первой цепью в сборе 6 посредством многослойной шины 113, крепление в сборе 13 устанавливается и закрепляется на опорном элементе 22, а панель в виде дверцы в сборе 4 возвращается в свое исходное положение.

Процесс отвода тепла: со ссылкой на фиг. 7, к вентилятору 33 подводится питание, и охлаждающий воздух поступает из воздухоприемника 211 под воздействием вентилятора 33, выводит тепло второй цепи в сборе 11 через первый воздуховод 121, далее выводит тепло первой цепи в сборе 6 через второй воздуховод 31, затем проходит через третий воздуховод 32 и перемещается к воздухоотводу 212 посредством вентилятора 33, тем самым реализуя охлаждение и отвод тепла первой цепи в сборе 6 и второй цепи в сборе 11. Следует отметить, что фиг. 4 и 7 можно рассматривать как виды в продольном разрезе изображенного на фиг. 3. Со ссылкой на фиг. 2 и 7 воздух из третьего воздуховода сначала перемещается вверх вентилятором 33, а затем вниз к воздухоотводу 212 через промежуток (не показан) позади вентилятора.

Во втором варианте реализации согласно настоящей заявке предоставлен способ управления тяговым преобразователем, в котором используется тяговый преобразователь, описанный выше, и который, в частности, включает следующие этапы.

S1: датчик скорости движения воздуха измеряет скорость движения воздуха после прохождения через фильтр в сборе 5, т.е. скорость движения воздуха в первом воздуховоде, для получения данных о скорости движения воздуха и передает данные о скорости движения воздуха в систему управления.

S2: система управления получает данные о скорости движения воздуха и рассчитывает данные об объеме воздуха согласно данным о скорости движения воздуха.

S3: Система управления устанавливает пороговое значение объема воздуха и сравнивает данные об объеме воздуха с пороговым значением объема воздуха для определения того, находится ли объем воздуха в пределах нормы; когда данные об объеме воздуха больше порогового значения объема воздуха, объем воздуха находится в пределах нормы, и выполняется S4; и, когда объем воздуха меньше порогового значения объема воздуха, оператор получает уведомление о необходимости выполнения ремонта.

S4: Температурный датчик измеряет температуру второй цепи в сборе 11 для получения данных о температуре и передает данные о температуре в систему управления.

S5: Система управления получает данные о температуре, устанавливает пороговое значение температуры и определяет, находится ли температура в пределах нормы; причем, когда данные о температуре меньше порогового значения температуры, температура находится в пределах нормы, и операция завершается; и, когда данные о температуре больше порогового значения температуры, температура находится за пределами нормы, скорость вращения вентилятора увеличивается, и выполняется S2.

Дополнительно, для повышения удобства ремонта оператором и помощи оператору в точном определении условий ремонта тяговый преобразователь обеспечен интеллектуальным мониторингом. Этап S3 оповещения оператора о необходимости выполнения ремонта, в частности, включает следующие этапы.

S31: Система управления получает данные о состоянии вентилятора 33 и определяет рабочее состояние вентилятора 33; причем, когда вентилятор работает нормально, выполняется S32; и, когда во время работы вентилятора возникает неисправность, выполняется S33.

S32: Оператору приходит указание провести очистку фильтра в сборе 5.

S33: Оператору приходит указание провести проверку неисправности вентилятора 33.

Из вышеуказанного можно увидеть, что если вентилятор 33 работает нормально, определяется, что фильтр в сборе 5 заблокирован, и оператору приходит указание провести очистку фильтра в сборе 5; и, если во время работы вентилятора 33 возникает неисправность, неисправность вызвана ненормальной работой вентилятора 33, и оператору приходит указание провести проверку неисправности вентилятора 33. Способ управления может быть понят со ссылкой на фиг. 9. Способ управления тяговым преобразователем, предоставленный согласно настоящему варианту реализации, может помочь оператору в предварительном определении места неисправности, в результате чего повышается эффективность ремонта и обслуживания.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области тяговых преобразователей для железнодорожных поездов. Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении удобства обслуживания и ремонта. Технический результат достигается за счет того, что тяговый преобразователь содержит: корпус в сборе; первую цепь в сборе, расположенную в корпусе в сборе; силовой модуль, который содержит вторую цепь в сборе, расположенную в корпусе в сборе, причем вторая цепь в сборе и корпус в сборе подвижно соединены друг с другом, и вторая цепь в сборе и первая цепь в сборе электрически соединены друг с другом. При этом силовой модуль дополнительно содержит первый воздуховод в сборе для осуществления отвода тепла от второй цепи в сборе; причем первый воздуховод в сборе разъемно соединен со второй цепью в сборе и подвижно и разъемно соединен с корпусом в сборе. Первый воздуховод в сборе сообщается с воздухоприемником и воздухоотводом. Когда тяговый преобразователь, предоставленный согласно настоящей заявке, ремонтируют и обслуживают, силовой модуль можно перемещать и отдельно ремонтировать без необходимости полной разборки и сборки, в результате чего повышается удобство ремонта и обслуживания. 2 н. и 6 з.п. ф-ы. 9 ил.

1. Тяговый преобразователь, который содержит:

корпус в сборе;

первую цепь в сборе, расположенную внутри корпуса в сборе; и

силовой модуль, содержащий вторую цепь в сборе; при этом вторая цепь в сборе расположена внутри корпуса в сборе; причем вторая цепь в сборе подвижно соединена с корпусом в сборе; и вторая цепь в сборе электрически соединена с первой цепью в сборе; при этом

воздухоприемник и воздухоотвод выполнены на корпусе в сборе; силовой модуль дополнительно содержит первый воздуховод в сборе для осуществления отвода тепла от второй цепи в сборе; причем первый воздуховод в сборе разъемно соединен со второй цепью в сборе и подвижно и разъемно соединен с корпусом в сборе; и первый воздуховод в сборе сообщается с воздухоприемником и воздухоотводом; при этом

тяговый преобразователь дополнительно содержит второй воздуховод в сборе, расположенный ниже первой цепи в сборе для осуществления отвода тепла от первой цепи в сборе; причем второй воздуховод в сборе сообщается с первым воздуховодом в сборе; второй воздуховод в сборе снабжен вентилятором, и вентилятор сообщается со вторым воздуховодом в сборе для перемещения воздуха во втором воздуховоде в сборе к воздухоотводу; при этом

тяговый преобразователь дополнительно содержит панель в виде дверцы в сборе и фильтр в сборе; при этом панель в виде дверцы в сборе содержит панель в виде дверцы, соединенную с воздухоприемником; причем панель в виде дверцы снабжена воздуховодом дверцы; и первый воздуховод в сборе сообщается с внешней средой через воздуховод дверцы; причем фильтр в сборе соединен с панелью в виде дверцы; и при этом

тяговый преобразователь дополнительно содержит температурный датчик, систему управления и датчик скорости воздуха; причем температурный датчик выполнен с возможностью измерения температуры второй цепи в сборе; температурный датчик электрически соединен с системой управления; вентилятор электрически соединен с системой управления; датчик скорости движения воздуха расположен на задней стороне фильтра в сборе; и датчик скорости движения воздуха электрически соединен с системой управления.

2. Тяговый преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что первая цепь в сборе неподвижно расположена внутри корпуса в сборе; первая цепь в сборе содержит вспомогательный конденсатор; и вторая цепь в сборе не содержит вспомогательный конденсатор.

3. Тяговый преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что корпус в сборе содержит основную часть корпуса, опорный элемент расположен внутри основной части корпуса, и вторая цепь в сборе подвижно соединена с опорным элементом; и вторая цепь в сборе снабжена креплением в сборе, при этом крепление в сборе соединено со второй цепью в сборе и разъемно соединено с опорным элементом.

4. Тяговый преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что корпус в сборе дополнительно содержит пару рельсовых направляющих, прикрепленную между второй цепью в сборе и корпусом в сборе; и вторая цепь в сборе дополнительно содержит многослойную шину, и вторая цепь в сборе электрически соединена с первой цепью в сборе посредством многослойной шины.

5. Тяговый преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что

панель в виде дверцы в сборе дополнительно содержит пластину регулировки объема воздуха; и пластина регулировки объема воздуха соединена с панелью в виде дверцы и расположена на конце воздуховода, обращенном к первому воздуховоду в сборе; и

фильтр в сборе расположен на конце воздуховода дверцы, обращенном к внешней среде, и фильтр в сборе закрывает воздуховод дверцы.

6. Тяговый преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что присутствует два силовых модуля; два первых воздуховода в сборе симметрично расположены с двух сторон второго воздуховода в сборе; и два первых воздуховода в сборе соответственно сообщаются со вторым воздуховодом в сборе.

7. Способ управления тяговым преобразователем с применением тягового преобразователя по п. 1, включающий следующие этапы:

S1: измерение датчиком скорости движения воздуха скорости движения воздуха после прохождения через фильтр в сборе для получения данных о скорости движения воздуха и передача данных о скорости движения воздуха в систему управления;

S2: получение системой управления данных о скорости движения воздуха и расчет данных об объеме воздуха согласно данным о скорости движения воздуха;

S3: установка системой управления порогового значения объема воздуха и сравнение данных об объеме воздуха с пороговым значением объема воздуха, и определение того, находится ли объем воздуха в пределах нормы; когда данные об объеме воздуха больше порогового значения объема воздуха, определение того, что объем воздуха находится в пределах нормы, и выполнение S4; и, когда данные об объеме воздуха меньше порогового значения объема воздуха, оповещение оператора о необходимости выполнения ремонта;

S4: измерение температурным датчиком температуры второй цепи в сборе для получения данных о температуре и передача данных о температуре в систему управления; и

S5: получение системой управления данных о температуре, установка порогового значения температуры и определение, находится ли температура в пределах нормы; когда данные о температуре меньше порогового значения температуры, определение, что температура находится в пределах нормы, и завершение операции; и, когда данные о температуре больше порогового значения температуры, определение, что температура находится за пределами нормы, увеличение скорости вращения вентилятора и выполнение S2.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что на этапе S3 оповещение оператора о необходимости выполнения ремонта, в частности, включает следующие этапы:

S31: получение системой управления данных о состоянии вентилятора и определение рабочего состояния вентилятора; причем, когда вентилятор работает нормально, выполнение S32; и, когда во время работы вентилятора возникает неисправность, выполнение S33;

S32: указание оператору провести очистку фильтра в сборе; и

S33: указание оператору провести проверку неисправности вентилятора.