Устройство управления тяговым электроприводом транспортного средства

Область техники
Полезная модель относится к области полупроводниковых преобразователей напряжения и может быть применена для управления тяговым электроприводом мощных транспортных средств, например, карьерных самосвалов.
Уровень техники
Известно устройство управления тяговым электроприводом транспортного средства, содержащее корпус, в отсеках которого размещены полупроводниковые преобразователи, каждый из которых содержит батарею силовых конденсаторов, объединенных компланарной шиной, и снабжен радиатором, подключенным разъемными трубопроводами к раздающему и собирающему коллекторам замкнутого контура жидкостного охлаждения, имеющего циркуляционный насос и воздушный охладитель [RU 158664].
В прототипе указанные коллекторы, разъемные трубопроводы и циркуляционный насос смонтированы внутри корпуса: коллекторы с разъемными трубопроводами в каждом из двух его крайних отсеков, насос в одном из крайних отсеков, воздушный охладитель занимает центральный отсек корпуса. Компланарная шина постоянного тока объединяет батареи силовых конденсаторов, которые размещены в отсеках корпуса вместе с полупроводниковыми преобразователями и оборудованием контура жидкостного охлаждения. При этом отсутствует возможность доступа к этой шине, ее разборки и, следовательно, возможность выдвижения отдельного полупроводникового преобразователя из соответствующего отсека корпуса.
Недостаток прототипа - увеличенные габариты корпуса, риск попадания охлаждающей жидкости на токоведущие части и электронные компоненты при утечке, разборке или повреждении контура охлаждения, неудобство выполнения ремонтных и наладочных работ.
Сущность полезной модели
Технический результат полезной модели - повышение надежности и удобства эксплуатации устройства.
Предметом полезной модели является устройство управления тяговым электроприводом транспортного средства, содержащее корпус, в отсеках которого размещены полупроводниковые преобразователи, каждый из которых содержит батарею силовых конденсаторов, объединенных компланарной шиной, и снабжен радиатором, подключенным разъемными трубопроводами к раздающему и собирающему коллекторам замкнутого контура жидкостного охлаждения, имеющего циркуляционный насос и воздушный охладитель, отличающееся тем, что указанные коллекторы, разъемные трубопроводы и циркуляционный насос смонтированы снаружи корпуса на его задней стенке, воздушный охладитель - над корпусом, а указанные компланарные шины объединены в общую шину постоянного тока с возможностью ее разборки и выдвижения каждого полупроводникового преобразователя из соответствующего отсека корпуса.
На фиг. 1 представлена 3D-модель устройства со снятыми крышками отсеков, боковыми и передними стенками корпуса, (преобразователь из правого отсека корпуса выдвинут), на фиг. 2 - боковой вид на устройство в сборе, на фиг. 3 - вид устройства в отсутствии корпуса.
Устройство содержит корпус 1 (фиг. 1 и 2), в отсеках которого размещены полупроводниковые преобразователи 2. Каждый преобразователь 2 содержит батарею силовых пленочных конденсаторов 3, выводы которых объединены компланарной шиной 4 (двухполюсной электрической плоскопараллельной шиной компланарной конструкции). Каждый преобразователь 2 снабжен радиатором 5 жидкостного охлаждения. Радиаторы 5 подсоединены разъемными трубопроводами 6 к двум коллекторам 7 (раздающему и собирающему), которые выполнены в составе замкнутого контура жидкостного охлаждения. Принудительную циркуляцию жидкого хладагента (например, антифриза) через замкнутый контур, включающий коллекторы 7, трубопроводы 6, радиаторы 5 и воздушный охладитель 8 хладагента, обеспечивает имеющийся в контуре циркуляционный насос 9 с встроенным электродвигателем.
Коллекторы 7, разъемные трубопроводы 6 и циркуляционный насос 9 смонтированы снаружи корпуса 1 на его задней стенке, а над ними на корпусе 1 смонтирован воздушный охладитель 8 (фиг. 2). Компланарные шины 4 всех преобразователей 2 объединены в общую шину постоянного тока шинными вставками 10 (фиг. 3), которые закреплены на шинах 4 с помощью разборных (например, болтовых) соединений. Внешние силовые кабели/провода, соединяющие устройство с дизель-генератором и колесными электродвигателями транспортного средства (с дизель-генератором соединяется преобразователь, служащий выпрямителем, с колесными электродвигателями соединяются преобразователи, служащие инверторами), вводятся в корпус 1 через герметичные разъемы в верхней части задней стенки, и болтами подключаются сверху к соответствующим выводам переменного тока преобразователей 2 (эти выводы видны на фиг. 1 и 3). Внешние цепи малой мощности (например, цепи управления) подводятся через разъемы на задней стороне корпуса.
Такое конструкторское решение (вынос за пределы корпуса охладителя 8 и всех составляющих контура жидкостного охлаждения, кроме радиаторов 5) позволило существенно уменьшить габариты корпуса 1 по сравнению с прототипом и, тем самым, сделать практически возможным (по затратам и трудоемкости) выполнение корпуса 1 с высокой степенью его защиты от пыли и воды (корпус 1 выполнен со степенью защиты IP67, допускающей его кратковременное погружение в воду).
Кроме того, стало возможным (после отключения внешних соединений, снятия крышек отсеков и передней стенки корпуса 1) обеспечить свободный доступ с передней стороны шкафа к вставкам 10 и их болтовым соединениям с шинами 4. После разборки болтового соединения шины 4 с одной или с двумя вставками 10 любой преобразователь 2 может быть выдвинут из соответствующего отсека корпуса 1 (фиг. 1) для осмотра, наладки, испытаний или замены.
Монтаж указанных составляющих контура жидкостного охлаждения снаружи корпуса 1 на его задней стенке позволил практически исключить риск попадания охлаждающей жидкости внутрь корпуса 1 на токоведущие части и электронные компоненты преобразователей 2, поскольку при такой конструкции отключение указанного контура с помощью разъемных трубопроводов 6 и слив охладителя (например, для профилактического осмотра или ремонта) выполняется за пределами корпуса 1.
Как видно из вышеизложенного, монтаж оборудования замкнутого контура жидкостного охлаждения (раздающего и собирающего коллекторов, разъемных трубопроводов, соединяющих коллекторы с радиаторами, циркуляционного насоса и воздушного охладителя) снаружи корпуса позволил повысить надежность устройства, уменьшить размеры корпуса 1 (с соответствующим упрощением выполнения высокой степени его защиты от пыли и воды) и разместить преобразователи 2 в более компактном корпусе 1 с возможностью доступа к их общей сборной шине постоянного тока, ее разборки и последующего выдвижения любого преобразователя 2 из соответствующего отсека корпуса 1.