一种牵引变压器及轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，特别是涉及一种牵引变压器。此外，本发明还涉及一种包括上述牵引变压器的轨道车辆。

背景技术

牵引变压器是轨道车辆的牵引系统的重要设备，其运行的安全可靠和性能舒适关系着整车的技术先进性。牵引变压器包含油箱、铁芯、夹件、线圈、冷却系统、传感器等，牵引变压器的运行过程中产生的热量，牵引变压器在运行过程中通电线圈产生损耗热量，热量需要及时冷却排除，使得变压器运行在一个可控的温度范围内，实现牵引变压器在安全温度下运行。

热量的排出通过变压器的冷却系统实现，冷却系统具有内冷却油回路和外冷却风回路。内冷却油回路中冷却油在线圈内部通过热交换将热量传递到冷却油，通过油泵驱动，将油箱内的热油，通过油管输送到冷却器。外冷却风回路中冷却风通过风机将外界空气输送到冷却器中。在冷却器中冷却油和空气进行热交换将热量传递给空气，再排出到冷却系统外，冷却油降温后通过油管回流到变压器油箱和线圈中，实现一个完整的冷却循环。

现有技术方案中，牵引变压器的冷却必须采用风机进行风回路的冷却空气输送，冷却风机含有电机、叶轮和机壳，整个风机的安装和维护要求高，系统复杂，同时，风机在运转过程中，产生较大的气动噪声，整个车辆运行过程中的舒适性较低。

因此，如何提供一种结构简单且降低气动噪声的牵引变压器是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种牵引变压器，利用车辆运行产生的走行风来冷却牵引变压器，降低运行过程中的气动噪声，提升车辆的舒适性，同时整个冷却系统结构简单，维护便捷，延长维护周期。本发明的另一目的是提供一种包括上述牵引变压器的轨道车辆。

为解决上述技术问题，本发明提供一种牵引变压器，包括线圈、油箱、油泵和散热机构，所述线圈通过换热机构连接所述油箱，用于将所述线圈产生的热量传递至所述油箱内的冷却油，所述油箱的出油口和回油口分别连接所述散热机构的两个油口，所述油泵驱动所述油箱内的冷却油进入所述散热机构内后再流回所述油箱，所述散热机构设置于所述油箱侧边，车辆运行产生的走行风穿过所述散热机构以冷却所述散热机构内流动的冷却油。

优选地，所述散热机构包括沿纵向依次排列的多个散热翅片，所述散热翅片内设置有用于冷却油流动的腔体，腔体两端开口分别连接所述油箱的出油口和回油口。

优选地，所述散热机构还包括出油集油槽和回油集油槽，所述油箱的出油口和回油口分别连接所述出油集油槽和所述回油集油槽，各所述散热翅片的两端开口分别连接所述出油集油槽和所述回油集油槽。

优选地，所述散热机构还包括底板，所述出油集油槽和所述回油集油槽并列安装于所述底板内侧面，各所述散热翅片安装于所述底板外侧面，且各所述散热翅片为U型结构，两端开口同时安装于所述底板外侧面，走行风穿过U型结构中间的缝隙。

优选地，并列设置的出油管和回油管向前延伸，并通过法兰连接所述出油集油槽和所述回油集油槽后端。

优选地，所述散热翅片具体为板式翅片、圆管翅片、椭圆管翅片或方管翅片，所述散热翅片外包裹有护网。

优选地，包括相互并联的两个所述散热机构，且两个所述散热机构对称布置于所述油箱前端的横向两侧，且所述散热机构凸出于所述油箱横向两端的侧壁。

优选地，所述油箱底部设置有连接车体的支架，所述线圈安装于所述油箱顶部。

优选地，所述油箱及所述散热机构安装于所述车体上方或下方，且散热机构靠近所述车体断面外侧边缘。

本发明提供一种轨道车辆，包括车体以及安装于所述车体的牵引变压器，所述牵引变压器具体为上述任意一项所述的牵引变压器。

本发明提供一种牵引变压器，包括线圈、油箱、油泵和散热机构，线圈通过换热机构连接油箱，用于将线圈产生的热量传递至油箱内的冷却油，油箱的出油口和回油口分别连接散热机构的两个油口，油泵驱动油箱内的冷却油进入散热机构内后再流回油箱，散热机构设置于油箱侧边，车辆运行产生的走行风穿过散热机构以冷却散热机构内流动的冷却油。

车辆运行过程中，线圈产生的热量传递至油箱内的冷却油，油泵启动，将热的冷却油输送至散热机构内，通过车辆运行产生的走行风与散热机构内的冷却油进行热交换，对冷却油进行冷却，然后冷却油流回油箱，实现对牵引变压器的冷却。利用车辆运行产生的走行风来冷却牵引变压器，不需要使用风机等部件，降低运行过程中的气动噪声，提升车辆的舒适性，同时整个冷却系统结构简单，维护便捷，延长维护周期。

本发明还提供一种包括上述牵引变压器的轨道车辆，由于上述牵引变压器具有上述技术效果，上述轨道车辆也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

图1为本发明所提供的牵引变压器的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的牵引变压器的一种具体实施方式的冷却系统液压原理图；

图3为本发明所提供的牵引变压器的一种具体实施方式中不同类型散热翅片的截面示意图；

图4为本发明所提供的牵引变压器的一种具体实施方式的安装示意图。

其中，线圈1、油箱2、油泵3、散热翅片4、出油集油槽5、回油集油槽6、底板7、法兰8、护网9、支架10、铁芯11、蝶阀12、车体13。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种牵引变压器，利用车辆运行产生的走行风来冷却牵引变压器，降低运行过程中的气动噪声，提升车辆的舒适性，同时整个冷却系统结构简单，维护便捷，延长维护周期。本发明的另一核心是提供一种包括上述牵引变压器的轨道车辆。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的牵引变压器的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的牵引变压器的一种具体实施方式的冷却系统液压原理图。

本发明具体实施方式提供一种牵引变压器，包括线圈1、油箱2、油泵3和散热机构，线圈1缠绕在铁芯11上，且线圈1靠近油箱2设置，且线圈1通过换热机构连接油箱2，使将线圈1产生的热量能够传递至油箱2内的冷却油，用于吸收线圈1产生的热量。其中，油箱2具有出油口和回油口，散热机构具有用于冷却液进出的两个油口，油箱2的出油口和回油口分别连接散热机构的两个油口，油泵3安装在连接出油口的管路上，油泵能够驱动油箱2内的冷却油经由出油口进入散热机构，在散热机构内流动冷区后再经由回油口流回油箱2，并将散热机构设置于油箱2侧边，使车辆运行产生的走行风能够穿过散热机构，以冷却散热机构内流动的冷却油。

车辆运行过程中，线圈1产生的热量传递至油箱2内的冷却油，油泵3启动，将热的冷却油输送至散热机构内，通过车辆运行产生的走行风与散热机构内的冷却油进行热交换，对冷却油进行冷却，然后冷却油流回油箱2，实现对牵引变压器的冷却。利用车辆运行产生的走行风来冷却牵引变压器，不需要使用风机等部件，降低运行过程中的气动噪声，提升车辆的舒适性，同时整个冷却系统结构简单，维护便捷，延长维护周期。

具体地，定义车辆行走的方向为纵向，垂直于纵向的水平方向为横向，散热机构包括散热翅片4，可以设置一体式的一个散热翅片4，也可设置多个散热翅片4，沿纵向依次间距排列，迎风面垂直车辆走行方向，散热翅片4内设置有用于冷却油流动的腔体，腔体两端开口分别连接油箱2的出油口和回油口，油箱2内的冷却油由腔体的一端开口进入，由腔体的另一端开口流出，实现冷却油在散热翅片4内的流动。

为了使多个散热翅片4同步工作，可以设置出油集油槽5和回油集油槽6，油箱2的出油口和回油口分别连接出油集油槽5和回油集油槽6，各散热翅片4的两端开口分别连接出油集油槽5和回油集油槽6。工作过程中，油泵3首先将冷却油输送至出油集油槽5内，在同步输送至各散热翅片4内，各散热翅片4内的冷却油会流回至回油集油槽6，再经过回油集油槽6流回油箱2，通过上述方式，将多个散热翅片4集成布置，提升散热效果。

进一步地，散热机构还包括底板7，出油集油槽5和回油集油槽6并列安装于底板7内侧面，各散热翅片4安装于底板7外侧面，且各散热翅片4为U型结构，使散热翅片4的两端开口位于同一平面内，并安装于底板7外侧面，具体地，底板7包括内板和外板两个板件，出油集油槽5和回油集油槽6安装在内板的内侧面，内板上设置有两个并列的长条孔，对应出油集油槽5和回油集油槽6的两个开口，多个U型结构的散热翅片4扣在外板的外侧面，外板上设置有两列圆孔，对应各散热翅片4端部的油口，将外板的内侧面贴合内板的外侧面，两者可焊接或螺栓连接等，使两列圆孔分别连通两个产条孔，实现散热翅片与出油集油槽5和回油集油槽6的连通。当然也可只在一个板件上设置两列圆孔，此板件与出油集油槽5和回油集油槽6一体式设置，多个散热翅片依次安装于板件上，采用钎焊工艺连接，并设置散热翅片4的布局方式，使走行风穿过U型结构中间的缝隙，便于走行风的进入。

其中，散热翅片4采用铝制或铜制材料，通过模具拉型成型，散热翅片4间采用结构骨架进行固定，提高结构稳定性，各散热翅片4间距尺寸的布置综合考虑散热面积和走行风通过效率，实现冷却功率的最大化，散热翅片4结构尺寸的确定依据散热面积、油流阻力等确定。也可根据情况调整散热翅片4的材料和尺寸，均在本发明的保护范围之内。

请参考图3，图3为本发明所提供的牵引变压器的一种具体实施方式中不同类型散热翅片的截面示意图。

具体地，散热翅片4可以为板式翅片、圆管翅片、椭圆管翅片或方管翅片，均在本发明的保护范围之内。进一步地，可以在散热翅片4外包裹有护网9，提升装置可靠性。

在上述各具体实施方式提供的牵引变压器的基础上，可以设置两个散热机构，两个散热机构并联连接油箱2，且两个散热机构对称布置于油箱2前端的横向两侧，且散热机构的散热翅片4凸出于油箱2横向两端的侧壁，避免油箱2等部件遮挡散热翅片4，无论车辆朝任何方向移动，走行风均能顺利穿过散热翅片4。

具体地，油箱2的出油口位于油箱2的右侧，出油口连接出油总管，出油总管分为两个出油管，一个出油管直接向前延伸连接右侧的散热机构的出油集油槽5，另一个出油管在油箱2前端绕过后向前延伸连接左侧的散热机构的出油集油槽5，同样地，油箱2的回油口位于油箱2的左侧，回油口连接回油总管，回油总管分为两个回油管，一个回油管直接向前延伸连接左侧的散热机构的回油集油槽6，另一个回油管在油箱2前端绕过后向前延伸连接右侧的散热机构的回油集油槽6，通过上述方式实现两个散热机构的并联。其中，出油总管上设置油泵3，回油总管上设置蝶阀12，其中各管道为硬质管道，同一侧并列设置的出油管和回油管向前延伸，并通过法兰8连接对应的出油集油槽5和回油集油槽6后端。

请参考图4，图4为本发明所提供的牵引变压器的一种具体实施方式的安装示意图。

在上述各具体实施方式提供的牵引变压器的基础上，油箱2底部设置有连接车体13的支架10，线圈1安装于油箱2顶部，还可在油箱2外部设置箱体，将线圈1及油箱2均包裹在内，提升安全性。油箱2及散热机构安装于车体13上方或下方，且散热机构靠近车体13断面外侧边缘，有利于最大限度的捕捉走行风，实现更有利的冷却效果。

除了上述牵引变压器，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述牵引变压器的轨道车辆，该轨道车辆其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的牵引变压器及轨道车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。