本發(fā)明涉及飛機(jī)變壓整流器冷卻技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種民用飛機(jī)大功率自耦變壓整流器的液冷冷卻裝置。

背景技術(shù)：

隨著多電技術(shù)的不斷發(fā)展，大型民機(jī)的電源容量和電壓等級(jí)不斷提升，隨著飛機(jī)上的用電設(shè)備不斷增多，對(duì)一次電源進(jìn)行電能變換并為負(fù)載供電的電能變換裝置容量大幅增大，相應(yīng)的其散熱量也越來(lái)越大。

傳統(tǒng)的窄體民用飛機(jī)電能變換裝置功率較小，比如c919客機(jī)有變壓整流器(tru)和靜止變流器(inv)兩種電能變換裝置，其中變壓整流器功率為9.8kw，散熱為1470w，靜止變流器的容量為1kva，散熱為200w，均采用強(qiáng)制風(fēng)冷方式進(jìn)行散熱，而民用多電飛機(jī)采用的大功率電能變換裝置自耦變壓整流器(atru)功率為165kw，散熱需求為3300w，遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)窄體民用飛機(jī)電能變換裝置的散熱需求，如果采用傳統(tǒng)強(qiáng)迫風(fēng)冷方式，不僅使得設(shè)計(jì)的自耦變壓整流器體積重量較大、增加飛機(jī)重量從而加大設(shè)計(jì)難度，而且風(fēng)冷采用的風(fēng)扇噪聲也會(huì)很大，影響乘客舒適度。

此外，從目前的專利檢索和技術(shù)論文調(diào)研來(lái)看，國(guó)內(nèi)民用飛機(jī)上大功率自耦變壓整流器的散熱采用液體冷卻尚屬空白。國(guó)外，類似的有大功率自耦變壓整流器，采用均勻分布的微通道進(jìn)行流體循環(huán)散熱。請(qǐng)參閱專利申請(qǐng)wo2016134230a1，上述專利公開(kāi)了一種atru液冷冷卻，包括液冷背板和液冷接口。散熱裝置存在一些不足之處：沒(méi)有對(duì)熱點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部液冷管道體積增大，不能有效地對(duì)發(fā)熱點(diǎn)進(jìn)行散熱，會(huì)增大散熱器體積，進(jìn)而增大裝置的體積重量；應(yīng)用于民機(jī)領(lǐng)域，進(jìn)液口和出液口在裝置的不同位置會(huì)增加外部液冷管道占用體積；微通道設(shè)計(jì)增加了設(shè)計(jì)和加工難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種民用飛機(jī)大功率自耦變壓整流器的液冷冷卻裝置，通過(guò)合理設(shè)計(jì)的大功率自耦變壓整流器內(nèi)部液冷背板的流道，使其產(chǎn)生的熱量有效地被冷卻液帶走。

本發(fā)明一種民用飛機(jī)大功率自耦變壓整流器的液冷冷卻裝置，包括液冷背板、液冷流道；所述自耦變壓整流器的發(fā)熱部件包括自耦變壓器、整流橋、電容、電阻；所述發(fā)熱部件設(shè)置于所述液冷背板的一面；所述液冷流道設(shè)置于所述液冷背板與所述發(fā)熱部件相對(duì)的另一面，所述液冷流道包括依次相連的變壓器段、整流橋段、電容段、電阻段；所述液冷流道的進(jìn)液口和出液口集成到一起，共同構(gòu)成液冷接口。

進(jìn)一步的，所述變壓器段、整流橋段、電容段、電阻段之間依次串聯(lián)連接。

進(jìn)一步的，所述變壓器段、整流橋段、電容段、電阻段均為單支或多支。

進(jìn)一步的，所述液冷流道為液冷背板內(nèi)部流道，材質(zhì)為鋁合金。

進(jìn)一步的，所述液冷背板的材質(zhì)為鋁合金。

本發(fā)明的有益效果為：

1、通過(guò)設(shè)計(jì)散熱部件的熱點(diǎn)分布可以更加有針對(duì)性的對(duì)發(fā)熱點(diǎn)進(jìn)行散熱，合理設(shè)計(jì)大功率自耦變壓整流器內(nèi)部液冷背板的流道，可提高發(fā)熱器件和冷卻液的換熱效率，有效的將熱量帶走，減小所用液冷管道的大小，減輕整個(gè)自耦變壓整流器的重量；

2、相對(duì)于強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻，液冷冷卻方法的引入可以減小甚至消除噪聲影響，提高功重比，有利于提升大型民機(jī)的經(jīng)濟(jì)性；

3、不同于一般的地面民用液冷設(shè)備的輸入接口和輸出接口位于散熱體的不同位置，本發(fā)明輸入輸出管口集成在一個(gè)液冷接口上，更加有利于自耦變壓整流器與其他液冷設(shè)備的集成安裝，有利于減小配電盤箱的體積，并支持其優(yōu)化設(shè)計(jì)；

4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用前景廣闊。

附圖說(shuō)明

圖1所示為自耦變壓整流器發(fā)熱器件分布示意圖。

圖2所示為自耦變壓整流器液冷背板流道路徑原理示意圖。

圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例中自耦變壓整流器內(nèi)部液冷流道圖。

其中：1-自耦變壓器、2-整流橋、3-電容、4-電阻、5-液冷背板、6-液冷流道、61-變壓器段、62-整流橋段、63-電容段、64-電阻段、65-液冷接口。

具體實(shí)施方式

下文將結(jié)合具體附圖詳細(xì)描述本發(fā)明具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實(shí)施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá)到更好的技術(shù)效果。在下述實(shí)施例的附圖中，各附圖所出現(xiàn)的相同標(biāo)號(hào)代表相同的特征或者部件，可應(yīng)用于不同實(shí)施例中。

如圖1-3所示，本發(fā)明實(shí)施例一種民用飛機(jī)大功率自耦變壓整流器的液冷冷卻裝置，包括液冷背板5、液冷流道6；所述自耦變壓整流器的發(fā)熱部件包括自耦變壓器1、整流橋2、電容3、電阻4；所述發(fā)熱部件設(shè)置于所述液冷背板5的一面；所述液冷流道6設(shè)置于所述液冷背板5與所述發(fā)熱部件相對(duì)的另一面，所述液冷流道6為液冷背板5內(nèi)部流道，其為根據(jù)發(fā)電點(diǎn)設(shè)計(jì)的流道走向在整塊鋁合金上銑出流道，再用同種材料的鋁合金2a12蓋在流道上方，用攪拌摩擦焊的方式將兩塊鋁合金接合，形成密閉流道，采用鋁合金的原因主要是機(jī)載液冷設(shè)備一般要求1mpa的正常工作壓力，2mpa的安全工作壓力，這種型號(hào)的鋁合金通過(guò)仿真驗(yàn)證可以滿足強(qiáng)度要求，所述液冷流道6包括依次相連的變壓器段61、整流橋段62、電容段63、電阻段64；所述液冷流道6的進(jìn)液口和出液口集成到一起，共同構(gòu)成液冷接口65。

所述變壓器段61、整流橋段62、電容段63、電阻段64之間依次串聯(lián)連接。所述變壓器段61、整流橋段62、電容段63、電阻段64均為單支或多支。

大功率自耦變壓器散熱區(qū)域?yàn)樽择钭儔浩?、整流橋2、電容3、電阻4等發(fā)熱點(diǎn)。自耦變壓整流器液冷背板5的流道路徑原理如圖2中所示。

大功率電能變換裝置自耦變壓整流器的散熱方式采用液冷的冷卻方式，冷卻液從液冷源經(jīng)進(jìn)液口流入，流經(jīng)通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算得出的自耦變壓整流器中的熱點(diǎn)區(qū)域，再?gòu)某鲆嚎诹鞒?。其中，自耦變壓整流器中的發(fā)熱部件安裝在液冷背板5上，1個(gè)進(jìn)液口與1個(gè)出液口集成到一起共同構(gòu)成大功率自耦變壓整流器的液冷接口65，其關(guān)鍵為合理地設(shè)計(jì)自耦變壓整流器內(nèi)部液冷背板5的流道。

冷卻液進(jìn)入自耦變壓整流器的液冷背板5進(jìn)口，依次流經(jīng)電容3發(fā)熱區(qū)、電阻4發(fā)熱區(qū)、自耦變壓器1發(fā)熱區(qū)、整流橋2發(fā)熱區(qū)、電容3發(fā)熱區(qū)，再?gòu)囊豪浔嘲?出口流出。這樣反復(fù)循環(huán)，將自耦變壓整流器的熱量帶走。

針對(duì)本發(fā)明裝置，提出一種實(shí)施例。針對(duì)圖1的自耦變壓整流器的發(fā)熱點(diǎn)分布，設(shè)計(jì)的液冷背板5的液冷流道6如圖3所示。

冷卻液進(jìn)入自耦變壓整流器的液冷背板5進(jìn)口，流經(jīng)電容3發(fā)熱區(qū)、分兩路進(jìn)入電阻4發(fā)熱區(qū)，匯總后，進(jìn)入自耦變壓器1發(fā)熱區(qū)、整流橋2發(fā)熱區(qū)、電容3發(fā)熱區(qū)，再?gòu)囊豪浔嘲?出口流出。

本發(fā)明所描述的自耦變壓整流器液冷冷卻的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為該發(fā)明的實(shí)施方式，最終實(shí)現(xiàn)的液冷背板5液冷流道6設(shè)計(jì)為實(shí)施例，由于其流道設(shè)計(jì)的必要技術(shù)特征廣泛性，因此上述描述的實(shí)施例只是申請(qǐng)保護(hù)的技術(shù)方案的一種產(chǎn)品，所有采用上述思路實(shí)現(xiàn)自耦變壓整流器液冷冷卻方式都應(yīng)該在保護(hù)之列。

本發(fā)明的有益效果為：

1、通過(guò)設(shè)計(jì)散熱部件的熱點(diǎn)分布可以更加有針對(duì)性的對(duì)發(fā)熱點(diǎn)進(jìn)行散熱，合理設(shè)計(jì)大功率自耦變壓整流器內(nèi)部液冷背板的流道，可提高發(fā)熱器件和冷卻液的換熱效率，有效的將熱量帶走，減小所用液冷管道的大小，減輕整個(gè)自耦變壓整流器的重量；

2、相對(duì)于強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻，液冷冷卻方法的引入可以減小甚至消除噪聲影響，提高功重比，有利于提升大型民機(jī)的經(jīng)濟(jì)性；

3、不同于一般的地面民用液冷設(shè)備的輸入接口和輸出接口位于散熱體的不同位置，本發(fā)明輸入輸出管口集成在一個(gè)液冷接口上，更加有利于自耦變壓整流器與其他液冷設(shè)備的集成安裝，有利于減小配電盤箱的體積，并支持其優(yōu)化設(shè)計(jì)；

4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用前景廣闊。

本文雖然已經(jīng)給出了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，可以對(duì)本文的實(shí)施例進(jìn)行改變。上述實(shí)施例只是示例性的，不應(yīng)以本文的實(shí)施例作為本發(fā)明權(quán)利范圍的限定。