牵引变流器及铁道机车车辆

技术领域

本发明涉及牵引变流器控制技术领域，特别涉及一种牵引变流器以及具有该牵引变流器的铁道机车车辆。

背景技术

高原环境，具有明显的高湿高温和昼夜温差大的特点。在高湿环境下，大范围的温度交变必然引起变流器箱体因呼吸作用而诱发内部凝露，进而引发电器故障。目前变流器箱体采用刚性结构设计，靠密封结构保证变流器的密封等级，这种结构能够阻挡溅水、淋水甚至是水流直射，但无法阻碍因呼吸作用而带来的凝露。虽然变流器内部增加了干燥剂，但无法准确预测干燥剂的更换周期，给铁路机车车辆的安全运行带来隐患。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够大幅度抑制凝露产生的牵引变流器。

本发明的另一个目的是提供一种具有上述牵引变流器的铁道机车车辆。

为达到上述目的，本发明提供了一种牵引变流器，连接于铁道机车车辆上，所述牵引变流器包括：

变流器箱体，其为密封的中空结构，所述变流器箱体的侧壁上设有通气孔；

方管系统，其包括至少一根方管，所述方管的第一端与所述通气孔连接并连通，所述方管的第二端与外部连通，至少一根所述方管的内部设有滑块，所述滑块的外周面与所述方管的内表面密封配合，且所述滑块能在所述方管内往复移动。

如上所述的牵引变流器，其中，所述滑块的外周面与所述方管的内表面之间设有密封圈。

如上所述的牵引变流器，其中，所述方管的第一端连接有第一封盖，所述第一封盖上设有用于连通所述变流器箱体的第一连通孔，所述方管的第二端连接有第二封盖，所述第二封盖上连接有用于连通外部的第二连通孔。

如上所述的牵引变流器，其中，所述方管的内部邻近所述第二端处连接有向内凸出的挡环，所述挡环的内径小于所述滑块的外径。

如上所述的牵引变流器，其中，所述挡环与所述方管为一体式结构。

如上所述的牵引变流器，其中，所述变流器箱体为采用钢材制作的变流器箱体。

如上所述的牵引变流器，其中，所述变流器箱体为采用铝合金材料制作的变流器箱体。

如上所述的牵引变流器，其中，所述方管系统包括多根均布所述方管。

如上所述的牵引变流器，其中，所述变流器箱体的侧壁上对应于所述通气孔的位置处连接有通气管，所述方管的第一端与所述通气管连接。

本发明还提供了一种铁道机车车辆，其包括上述的牵引变流器。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明的牵引变流器，利用变流器箱体既有结构，不占用变流器箱体的密封空间，不改变变流器箱体的结构强度，通过将方管与变流器箱体连通，并在方管内设置滑块，滑块能在外力作用下在方管内往复移动，以动态调整密封空间的大小，从而达到维持变流器箱体的密封空间气压恒定，以避免或抑制变流器箱体产生呼吸作用的目的，进而大幅度抑制了或避免了凝露的发生，且无需改变控制系统，可靠性高；

本发明的铁道机车车辆，含有上述的牵引变流器，因此，该铁道机车车辆具有上述的牵引变流器的全部优点。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明的牵引变流器的结构示意图；

图2是方管的第一种结构示意图；

图3是方管的第二种结构示意图。

附图标号说明：

1、变流器箱体；11、通气孔；12、通气管；

2、方管系统；21、方管；211、第一封盖；2111、第一连通孔；212、第二封盖；2121、第二连通孔；213、挡环；22、滑块。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“内”和“外”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。另外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本发明提供了一种牵引变流器，其连接于铁道机车车辆上，该牵引变流器包括变流器箱体1和方管系统2，其中：

变流器箱体1为密封的中空结构，使得变流器箱体1的内部形成密封空间，变流器箱体1用于容置变流器，变流器箱体1的侧壁上设有通气孔11，变流器的温度上升或下降，会使得变流器箱体1的内部气压升高或下降，从而使得变流器箱体1发生呼吸效应；

方管系统2是承重结构，变流器箱体1既可以通过方管系统2悬挂于车底，也可以放置于车体内部，方管系统2包括至少一根方管21，方管21的第一端与通气孔11连接并连通，方管21的第二端与外部连通，至少一根方管21的内部设有滑块22，滑块22的外周面与方管21的内表面密封配合，且滑块22能在方管21内往复移动，通过滑块22将方管21的内部空间分隔成两部分，一部分通过通气孔11与变流器箱体1的密封空间相连通，另一部分与外界环境连通，滑块22能在外力作用下在方管21内往复移动，以动态调整密封空间的大小，从而达到维持变流器箱体1的密封空间气压恒定，并避免或抑制变流器箱体1产生呼吸作用的目的，具体的，当变流器箱体1的内部压力大于外部环境大气压时，滑块22在变流器箱体1的内部压力的作用下朝向外部环境方向移动，增大密封空间体积，降低密封空间气压；当变流器箱体1的内部压力小于外部环境大气压时，滑块22在外部气压的作用下朝向密封空间方向移动，降低密封空间体积，增大密封空间气压，当变流器箱体1的内外压力平衡时，滑块22停止移动。

具体的，依据理想气体方程理论进行计算：

1、按照变流器技术规范，内部温度变化范围为T1-T2，T1为最低温度，-40℃，T2为最高温度50℃，假定常温温度T0:273+5＝278K，即常温为5℃；

2、降温温差为：△T1＝(273+T0)-(273+T1)＝55K，升温温差为：△T2＝(273+T2)-(273+T0)，温度为55K；因此温度变化范围为△T＝55K；

3、按照初始温度和极限温度两种状态计算密封空间体积大小：

其中，V：密封空间的原始空气体积；

V0：密封空间的变化空气体积；

则

因此，方管系统2的内部空间仅占密封空间内的空气体积的19.8％，即可抑制或减缓变流器在5℃～50℃温度变化范围内的呼吸作用。

其中，通过调整方管21的横截面面积，可以调节滑块22在外力作用下的移动距离。

本发明的牵引变流器，通过将方管21与变流器箱体1连通，并在方管21内设置滑块22，滑块22能在外力作用下在方管21内往复移动，以动态调整密封空间的大小，从而达到维持变流器箱体1的密封空间气压恒定，以避免或抑制变流器箱体1产生呼吸作用的目的，进而大幅度抑制了或避免了凝露的发生，且无需改变控制系统，可靠性高。

进一步，如图1所示，方管系统2包括多根均布的方管21，以便于方管系统2与铁道机车车辆之间的连接。

进一步，如图1所示，变流器箱体1的侧壁上对应于通气孔11的位置处连接有通气管12，方管21的第一端与通气管12连接，通气管12的设置，使得方管21与变流器箱体1之间的连接变得简单方便。

进一步，滑块22的外周面与方管21的内表面之间设有密封圈，通过密封圈保证密封空间的密封性，密封圈的具体结构为现有技术，在此不再赘述。

当然，也可以将滑块22采用橡胶材料制成，以使得滑块22本身即可起到密封作用。

在发明的一种实施方式中，如图2所示，方管21的第一端连接有第一封盖211，第一封盖211上设有用于连通变流器箱体1的第一连通孔2111，方管21的第二端连接有第二封盖212，第二封盖212上连接有用于连通外部的第二连通孔2121，第一封盖211和第二封盖212的设置，能够避免滑块22在变流器箱体1的内部压力或者外部环境的压力的作用下移出方管21。

其中，第一封盖211和第二封盖212可以与方管21为一体式结构，也可以通过焊接连接于方管21的两端。

或者，如图3所示，方管21的内部邻近第二端处连接有向内凸出的挡环213，挡环213的内径小于滑块22的外径，挡环213的设置，能够避免滑块22在变流器箱体1的内部压力的作用下移出方管21。

进一步，挡环213与方管21为一体式结构，保证了挡环213与方管21之间连接的可靠性。

进一步，变流器箱体1为采用钢材制作的变流器箱体1，或者，变流器箱体1为采用铝合金材料制作的变流器箱体1，钢和铝合金均具有良好的韧性，能够很好的适应变流器的温度变化，其中，钢材可以是不锈钢，也可以是碳钢。

本发明还提供了一种铁道机车车辆，其包括上述的牵引变流器，牵引变流器的方管系统2悬挂于铁道机车车辆的车底，或放置于铁道机车车辆的车体的内部，因此，该铁道机车车辆具有上述的牵引变流器的全部优点，并具有运行安全性高的优点。

综上所述，本发明的牵引变流器，利用变流器箱体既有结构，不占用变流器箱体的密封空间，不改变变流器箱体的结构强度，通过将方管与变流器箱体连通，并在方管内设置滑块，滑块能在外力作用下在方管内往复移动，以动态调整密封空间的大小，从而达到维持变流器箱体的密封空间气压恒定，以避免或抑制变流器箱体产生呼吸作用的目的，进而大幅度抑制了或避免了凝露的发生，且无需改变控制系统，可靠性高；

本发明的铁道机车车辆，含有上述的牵引变流器，因此，该铁道机车车辆具有上述的牵引变流器的全部优点。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。