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      一種混合勵(lì)磁制動(dòng)結(jié)構(gòu)的冷卻裝置的制作方法

      文檔序號(hào):7277173閱讀:154來(lái)源:國(guó)知局
      專(zhuān)利名稱(chēng):一種混合勵(lì)磁制動(dòng)結(jié)構(gòu)的冷卻裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實(shí)用新型涉及一種渦流制動(dòng)系統(tǒng),尤其是涉及一種混合勵(lì)磁制動(dòng)結(jié)構(gòu)的冷卻裝置。
      背景技術(shù)
      在混合型勵(lì)磁結(jié)構(gòu)中,當(dāng)繞組通以額定電流時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量熱量,使繞組纏繞著的永磁體溫度升高。研究表明,當(dāng)溫度上升至120°C時(shí),釹鐵硼永磁體的剩磁密度Br下降到室溫時(shí)的90% ;另外,當(dāng)溫度升高時(shí),永磁體會(huì)產(chǎn)生不可逆退磁,即使再對(duì)永磁體充磁,也無(wú)法完全恢復(fù)原有磁性能。永磁體磁性的下降會(huì)影響整個(gè)混合勵(lì)磁結(jié)構(gòu)的工作的可靠性和穩(wěn)定性,甚至?xí){到乘客與列車(chē)的安全。因此對(duì)繞組及時(shí)冷卻十分必要和重要。目前,常用的冷卻方式有自然空氣散熱、壓縮空氣散熱、水循環(huán)散熱等幾種。自然空氣散熱就是用流動(dòng)的空氣帶走繞組產(chǎn)生的熱量,雖然空氣冷卻具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輔機(jī)系統(tǒng)少、費(fèi)用低廉、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),但由于空氣的導(dǎo)熱性低等緣故,這種冷卻方式也存在明顯的不足:繞組內(nèi)導(dǎo)體散發(fā)的熱量經(jīng)過(guò)絕緣線或經(jīng)過(guò)鐵芯向外傳導(dǎo),因此會(huì)導(dǎo)致絕緣線和鐵芯溫升過(guò)高,影響絕緣壽命以及引起鐵芯應(yīng)力集中;而且空氣冷卻效率有限,當(dāng)繞組溫升進(jìn)一步增加時(shí),空氣冷卻很難滿足要求。壓縮空氣冷卻原理大致與自然空氣冷卻相同,雖然較自然冷卻效果明顯,但增加了壓縮泵等結(jié)構(gòu),占用空間大,單位體積熱交換面積小,故效率同樣不高。水冷是應(yīng)用較廣的一種冷卻方式。水的比熱、導(dǎo)熱系數(shù)比氣體大得多,所以水冷的散熱能力較氣冷大為提高。水冷系統(tǒng)一般為水管或水箱,內(nèi)部充滿冷卻水,所以所需水體積較大,冷卻系統(tǒng)對(duì)整個(gè)水管或水箱中的水冷卻,能耗較高;此外,水接頭及各個(gè)密封點(diǎn)處,由于承受水壓漏水的問(wèn)題,將造成短路和漏電危險(xiǎn)。
      發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種混合勵(lì)磁制動(dòng)結(jié)構(gòu)的冷卻裝置,利用固定在勵(lì)磁繞組外側(cè)的導(dǎo)熱管使繞組產(chǎn)生的熱量快速散發(fā),避免永磁體發(fā)生高溫退磁現(xiàn)象,保障列車(chē)制動(dòng)的可靠性。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:在每節(jié)列車(chē)轉(zhuǎn)向架的冷卻系統(tǒng)的下方依次安裝有磁軛和兩排繞組,兩排繞組間距與兩根鋼軌間距相同,每排繞組均有等間距分布偶數(shù)個(gè)繞組;每個(gè)繞組外側(cè)均纏繞內(nèi)充有冷卻劑的導(dǎo)熱管,沿每根鋼軌長(zhǎng)度方向的兩個(gè)繞組的導(dǎo)熱管為一組,導(dǎo)熱管經(jīng)冷卻系統(tǒng)后與各自的一個(gè)冷卻管連通,相鄰兩組繞組下端的導(dǎo)熱管依次連通,相鄰兩組繞組下端的導(dǎo)熱管連通部分分別設(shè)置有排液閥門(mén),每組繞組的導(dǎo)熱管內(nèi)均設(shè)置溫度傳感器。所述的導(dǎo)熱管的截面形狀為長(zhǎng)方形、三角形或半圓形結(jié)構(gòu),導(dǎo)熱管與繞組接觸面為平面,呈螺旋狀固定在繞組外側(cè)。所述的繞組與導(dǎo)熱管接觸面的空隙部分填充導(dǎo)熱膠。[0010]與背景技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有的有益的效果是:采用本實(shí)用新型可以有效冷卻繞組產(chǎn)生的熱量,保護(hù)永磁體的磁性能不受影響,使整套制動(dòng)裝置穩(wěn)定可靠的工作;與一般空冷、水冷等冷卻方式有別,本實(shí)用新型所述的冷卻方式在結(jié)構(gòu)和冷卻原理都作了改進(jìn),主要表現(xiàn)在以下幾方面:第一,導(dǎo)熱管與繞組接觸的部分為平面,接觸面積較大,導(dǎo)熱效果好,另外,在繞組與平面的空隙處填滿導(dǎo)熱膠,以最大化導(dǎo)熱面積,可充分實(shí)現(xiàn)熱量在繞組和冷卻劑之間的傳遞;第二,本實(shí)用新型利用蒸發(fā)冷卻的原理,直接冷卻氣化的冷卻劑,效率更高,相同冷卻效果下所需冷卻劑少,能耗較小;冷卻劑為絕緣性能良好的液體,相比水冷制冷方式,不存在因冷卻劑泄漏引起的系統(tǒng)短路、漏電等安全隱患;冷卻液過(guò)冷會(huì)使周?chē)諝鉁囟冉档停瑵穸壬?,?dāng)濕度達(dá)到100%時(shí)會(huì)出現(xiàn)冷凝水,嚴(yán)重影響制動(dòng)裝置的正常工作,本實(shí)用新型所述的冷卻方式增加了溫度測(cè)量和控制結(jié)構(gòu),對(duì)冷卻劑溫度施行實(shí)時(shí)監(jiān)控,使冷卻劑溫度始終保持在一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),既不會(huì)在裝置表面構(gòu)件上產(chǎn)生冷凝水,又能具備顯著的冷卻效果。

      圖1是本實(shí)用新型混合式勵(lì)磁系統(tǒng)冷卻裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是圖1的側(cè)視示意圖。圖3是圖2 A-A的剖視圖。圖4是本實(shí)用新型中溫度傳感器工作流程圖。圖中:1、繞組,2、導(dǎo)熱管,3、導(dǎo)熱膠,4、冷卻系統(tǒng),5、溫度傳感器,6、排液閥門(mén),7、鋼
      軌,8、磁軛。
      具體實(shí)施方式
      以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1、圖2、圖3所示,在每節(jié)列車(chē)轉(zhuǎn)向架的冷卻系統(tǒng)4的下方依次安裝有磁軛8和兩排繞組,兩排繞組間距與兩根鋼軌7間距相同,每排繞組均有等間距分布偶數(shù)個(gè)繞組;每個(gè)繞組外側(cè)均纏繞內(nèi)充有冷卻劑的導(dǎo)熱管2,沿每根鋼軌7長(zhǎng)度方向的兩個(gè)繞組的導(dǎo)熱管2為一組,導(dǎo)熱管2經(jīng)冷卻系統(tǒng)4后與各自的一個(gè)冷卻管連通,相鄰兩組繞組下端的導(dǎo)熱管2依次連通,相鄰兩組繞組下端的導(dǎo)熱管2連通部分分別設(shè)置有排液閥門(mén)6,每組繞組的導(dǎo)熱管2內(nèi)均設(shè)置溫度傳感器5。設(shè)置溫度傳感器5,控制冷卻劑溫度,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制。所述的導(dǎo)熱管2的截面形狀為長(zhǎng)方形、三角形或半圓形結(jié)構(gòu),導(dǎo)熱管2與繞組I接觸面為平面,導(dǎo)熱管2用銅等導(dǎo)熱性較好的金屬制成,呈螺旋狀固定在繞組I外側(cè)。所述的繞組I與導(dǎo)熱管2接觸面的空隙部分填充導(dǎo)熱膠3如環(huán)氧樹(shù)脂等填充,使導(dǎo)熱管2輔助固定并增強(qiáng)傳熱。導(dǎo)熱管2中注入冷卻劑(如硅油等不凝固的冷卻劑),其選擇的標(biāo)準(zhǔn)為:在繞組通以工作電流時(shí),產(chǎn)生的熱量即可使冷卻劑大量蒸發(fā),又不致使之沸騰。冷卻劑不可加滿,但必須覆蓋整個(gè)繞組。本實(shí)用新型的工作原理:當(dāng)列車(chē)處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí),勵(lì)磁系統(tǒng)中的繞組I通以直流電流,使繞組上產(chǎn)生大量熱量。熱量通過(guò)導(dǎo)熱管2壁和導(dǎo)熱膠3進(jìn)入導(dǎo)熱管內(nèi)部,被冷卻劑吸收。冷卻劑一般選擇絕緣性較好,沸點(diǎn)較低的液體,其沸點(diǎn)應(yīng)高于繞組正常工作時(shí)的溫度10°c左右,這樣即使出現(xiàn)繞組電流意外升高等事故,冷卻裝置也可以正常工作。冷卻劑受熱汽化,蒸汽順著導(dǎo)熱管向上流動(dòng),進(jìn)入冷卻系統(tǒng)4。蒸汽在冷卻系統(tǒng)內(nèi)部受冷,重新凝結(jié)為小液珠,當(dāng)凝結(jié)的液珠的重量大于其與管壁之間的附著力時(shí),就會(huì)沿管壁流回下面的冷卻劑中。從整個(gè)過(guò)程看,冷卻劑的變化為:吸熱——> 汽化——> 上升——> 受冷——> 液化——> 回流——> 吸熱。利用冷卻劑氣液兩相的不斷變化所需的熱量,散發(fā)繞組產(chǎn)生的熱量。整個(gè)裝置通過(guò)冷卻劑的吸熱和冷卻系統(tǒng)向外界散熱,實(shí)現(xiàn)冷卻過(guò)程。當(dāng)列車(chē)速度降下來(lái),僅靠永磁體的磁力制動(dòng)時(shí),繞組上不通電流,停止發(fā)熱。冷卻系統(tǒng)需相應(yīng)的停止工作,以免冷卻劑溫度過(guò)低,在列車(chē)構(gòu)件表面產(chǎn)生冷凝水,影響列車(chē)正常制動(dòng),所以在導(dǎo)熱管中設(shè)置了溫度傳感器5。工作過(guò)程如圖4所示。溫度傳感器5把冷卻劑的溫度以固定周期做測(cè)量并向冷卻系統(tǒng)4匯報(bào),冷卻系統(tǒng)4中設(shè)有控制裝置,并事先設(shè)定有某個(gè)閾值溫度,如可設(shè)定為當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度。當(dāng)溫度傳感器反饋的液溫高于該閾值溫度時(shí),冷卻系統(tǒng)4繼續(xù)工作;反之,冷卻系統(tǒng)4停止工作。這樣既節(jié)約了成本,又能使冷卻劑的溫度維持在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。當(dāng)需要補(bǔ)充和更換冷卻劑時(shí),可通過(guò)導(dǎo)熱管下方的排液閥門(mén)6進(jìn)行,方便快捷。上述具體實(shí)施方式
      用來(lái)解釋說(shuō)明本實(shí)用新型,而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制,在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi),對(duì)本實(shí)用新型作出的任何修改和改變,都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
      權(quán)利要求1.一種混合勵(lì)磁制動(dòng)結(jié)構(gòu)的冷卻裝置,其特征在于:在每節(jié)列車(chē)轉(zhuǎn)向架的冷卻系統(tǒng)(4)的下方依次安裝有磁軛(8)和兩排繞組,兩排繞組間距與兩根鋼軌(7)間距相同,每排繞組均有等間距分布偶數(shù)個(gè)繞組;每個(gè)繞組外側(cè)均纏繞內(nèi)充有冷卻劑的導(dǎo)熱管(2),沿每根鋼軌(7)長(zhǎng)度方向的兩個(gè)繞組的導(dǎo)熱管(2)為一組,導(dǎo)熱管(2)經(jīng)冷卻系統(tǒng)(4)后與各自的一個(gè)冷卻管連通,相鄰兩組繞組下端的導(dǎo)熱管(2)依次連通,相鄰兩組繞組下端的導(dǎo)熱管(2)連通部分分別設(shè)置有排液閥門(mén)(6),每組繞組的導(dǎo)熱管(2)內(nèi)均設(shè)置溫度傳感器(5)。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合勵(lì)磁制動(dòng)結(jié)構(gòu)的冷卻裝置,其特征在于:所述的導(dǎo)熱管(2)的截面形狀為長(zhǎng)方形、三角形或半圓形結(jié)構(gòu),導(dǎo)熱管(2)與繞組(I)接觸面為平面,呈螺旋狀固定在繞組(I)外側(cè)。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混合勵(lì)磁制動(dòng)結(jié)構(gòu)的冷卻裝置,其特征在于:所述的繞組(I)與導(dǎo)熱管(2)接觸面的空隙部分填充導(dǎo)熱膠(3)。
      專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種混合勵(lì)磁制動(dòng)結(jié)構(gòu)的冷卻裝置。在每節(jié)列車(chē)轉(zhuǎn)向架的冷卻系統(tǒng)的下方依次安裝有磁軛和兩排繞組,兩排繞組間距與兩根鋼軌間距相同,每排繞組均有等間距分布偶數(shù)個(gè)繞組;每個(gè)繞組外側(cè)均纏繞內(nèi)充有冷卻劑的導(dǎo)熱管,沿每根鋼軌長(zhǎng)度方向的兩個(gè)繞組的導(dǎo)熱管為一組,導(dǎo)熱管經(jīng)冷卻系統(tǒng)后與各自的一個(gè)冷卻管連通,相鄰兩組繞組下端的導(dǎo)熱管依次連通,相鄰兩組繞組下端的導(dǎo)熱管連通部分分別設(shè)置有排液閥門(mén),每組繞組的導(dǎo)熱管內(nèi)均設(shè)置溫度傳感器。本實(shí)用新型對(duì)混合勵(lì)磁的制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻,防止永磁體因?yàn)槔@組發(fā)熱而過(guò)熱導(dǎo)致的永久退磁;通過(guò)冷卻被蒸發(fā)的冷卻劑實(shí)現(xiàn),冷卻效率更高,同時(shí)節(jié)省冷卻劑;溫度傳感器的設(shè)置,使整個(gè)裝置可以動(dòng)態(tài)控制。
      文檔編號(hào)H02K9/20GK202957709SQ20122061526
      公開(kāi)日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
      發(fā)明者方攸同, 陳威, 馬吉恩, 黃曉艷, 盧琴芬 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)
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