軌道車輛車載制動(dòng)電阻的優(yōu)化結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及軌道交通裝置及其設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是軌道車輛車載制動(dòng)電阻的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，城市軌道交通車輛多采用再生制動(dòng)與電阻制動(dòng)相結(jié)合的方法，即在列車制動(dòng)過(guò)程中，列車電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)將列車動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)電路反饋回電網(wǎng)，供給區(qū)間內(nèi)其他軌道車輛使用，完成列車的再生制動(dòng)。由于在對(duì)城市軌道交通設(shè)計(jì)時(shí)，出于安全的考慮，電網(wǎng)電壓設(shè)定了限定值，即最高電壓為1800V，這導(dǎo)致列車制動(dòng)的再生電能并不能完全反饋回電網(wǎng)；這時(shí)軌道車輛車載電阻便起到了重要作用，多余的制動(dòng)電能將通過(guò)電阻器轉(zhuǎn)換成熱能后，由冷卻空氣將熱量帶入大氣中。
[0003]隨著列車制動(dòng)的速度與噸位愈來(lái)愈高，地鐵制動(dòng)電阻器的燒損問(wèn)題也頻繁出現(xiàn)，因而對(duì)制動(dòng)電阻的散熱性能提出了更高的要求；因此有必要對(duì)現(xiàn)有的車載制動(dòng)電阻提出改進(jìn)方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、散熱性能顯著的軌道車輛車載制動(dòng)電阻的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]軌道車輛車載制動(dòng)電阻的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，它包括本體，所述本體包括若干排呈順排或叉排排列的電阻單元，所述電阻單元包括若干個(gè)平行分布的電阻組，所述電阻組由若干片呈上下疊置分布的電阻片構(gòu)成。
[0007]優(yōu)選地，所述電阻片的表面上沖壓成型有加強(qiáng)筋或切口槽。
[0008]優(yōu)選地，所述電阻片的材料為Ni30Cr20鎳鉻合金。
[0009]由于采用了上述方案，本實(shí)用新型通過(guò)采用叉排的排列方式可有效增強(qiáng)電阻內(nèi)的空氣流動(dòng)性，提高電阻的散熱效果，即空氣在其間流動(dòng)的速度方向經(jīng)常變化，各部分空氣混合流動(dòng)強(qiáng)狂比較好，空氣紊流動(dòng)能大大增加，換熱效果明顯改善；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的車載制動(dòng)電阻的換熱模型示意圖；
[0011]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的車載制動(dòng)電阻的叉排排列方式的示意圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的車載制動(dòng)電阻的順排排列方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0014]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例提供的軌道車輛車載制動(dòng)電阻的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，它包括本體，本體包括若干排呈順排或叉排排列的電阻單元1，電阻單元I包括若干個(gè)平行分布的電阻組2，而電阻組2則由若干片呈上下疊置分布的電阻片3構(gòu)成。通過(guò)采用叉排的排列方式可有效增強(qiáng)電阻內(nèi)的空氣流動(dòng)性，提高電阻的散熱效果，如采用叉排排列(所謂叉排是指:將電阻單元I上下錯(cuò)開(kāi)，使得后一排電阻單元的電阻片處于前一排兩行電阻片3的中間位置)時(shí)，空氣在其間流動(dòng)的速度方向經(jīng)常變化，各部分空氣混合流動(dòng)強(qiáng)狂比較好，空氣紊流動(dòng)能大大增加，換熱效果明顯改善。
[0015]進(jìn)一步地，可在電阻片3的表面上沖壓成型有加強(qiáng)筋。如此，不僅可以增加流過(guò)電阻片3表面的流體紊流動(dòng)能，還可以增加電阻片3的結(jié)構(gòu)剛度，有效防止電阻片3的高溫變形。
[0016]進(jìn)一步地，本實(shí)施例的電阻片3的材料優(yōu)選為Ni30Cr20鎳鉻合金，以利用材料的熱物理性能(諸如彭正系數(shù)、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)等)，使得電阻受溫度影響的因素降到最低。
[0017]本實(shí)施例的電阻結(jié)構(gòu)可采用以下仿真設(shè)計(jì)方法進(jìn)行散熱效果的理論分析，其包括以下步驟:
[0018]S5，利用三維制圖軟件(如Proe )根據(jù)現(xiàn)有的車載制動(dòng)電阻的結(jié)構(gòu)尺寸繪制三維實(shí)體模型，并將實(shí)體模型導(dǎo)入有限元分析軟件(如ANSYS)中；
[0019]SI，，利用有限元分析軟件(如ANSYS-DesignModeIer功能)建立車載制動(dòng)電阻的流固耦合模型；
[0020]S2，利用有限元前處理軟件(如ICEM CFD)對(duì)流固耦合模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分；
[0021]S3，利用有限元分析軟件設(shè)置流固耦合模型的入口邊界條件和求解參數(shù)；
[0022]S4，利用有限元分析軟件進(jìn)行仿真數(shù)值模擬求解，從而完成車載制動(dòng)電阻的散熱過(guò)程的仿真結(jié)果。
[0023]在步驟S2中，運(yùn)用有限元前處理軟件的拓?fù)鋷缀斡成涔δ?所謂拓?fù)鋷缀斡成涫侵附缀伟鼑麄€(gè)模型的模塊，對(duì)模塊進(jìn)行規(guī)則地劈分與網(wǎng)格劃分，將劈分得到小模塊一一與實(shí)體模型幾何映射，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的網(wǎng)格劃分)對(duì)流固耦合模型進(jìn)行六面體網(wǎng)格劃分。通過(guò)拓?fù)鋷缀斡成涔δ芸商岣呔W(wǎng)格劃分速度與迭代計(jì)算的收斂性。
[0024]進(jìn)一步地，在步驟S3中，流固耦合模型的入口邊界條件為流體速度或流體流量，如此，入口邊界可形成流體流速或流量的邊界，因流速或流量是隨時(shí)間變化的，則可形成仿真的瞬態(tài)分析，而出口邊界則可采用開(kāi)放式邊界，相對(duì)壓強(qiáng)為零，其余的為壁面邊界；同時(shí)，在設(shè)置求解參數(shù)的同時(shí)設(shè)置收斂迭代步數(shù)；本實(shí)施例的收斂迭代步數(shù)為100。
[0025]如此，可有效的完成車在制動(dòng)電阻的仿真設(shè)計(jì)，為電阻的后續(xù)分析提供理論或條件依據(jù)。其可通過(guò)改變車載制動(dòng)電阻的結(jié)構(gòu)或者形狀(如以將車載制動(dòng)電阻的排列形式設(shè)置為順排(如圖3所示)和叉排(如圖1所示)，同時(shí)將電阻表面進(jìn)行沖壓加強(qiáng)筋和沖切切口槽處理等幾種方式，形成不同的電阻結(jié)構(gòu)或形狀)，運(yùn)用上述方法對(duì)不同的車載制動(dòng)電阻進(jìn)行仿真數(shù)值求解，比較不同的仿真結(jié)果，以選擇最佳的結(jié)構(gòu)形式；進(jìn)而本實(shí)施例的電阻采用具有叉排排列、沖壓加強(qiáng)筋處理的結(jié)構(gòu)形式。
[0026]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.軌道車輛車載制動(dòng)電阻的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，它包括本體，其特征在于:所述本體包括若干排呈叉排排列的電阻單元，所述電阻單元包括若干個(gè)平行分布的電阻組，所述電阻組由若干片呈上下疊置分布的電阻片構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的軌道車輛車載制動(dòng)電阻的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電阻片的表面上沖壓成型有加強(qiáng)筋。
3.如權(quán)利要求1或2所述的軌道車輛車載制動(dòng)電阻的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電阻片的材料為Ni30Cr20鎳鉻合金。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及軌道交通裝置及其設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是軌道車輛車載制動(dòng)電阻的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。它包括本體，所述本體包括若干排呈順排或叉排排列的電阻單元，所述電阻單元包括若干個(gè)平行分布的電阻組，所述電阻組由若干片呈上下疊置分布的電阻片構(gòu)成。本實(shí)用新型通過(guò)采用叉排的排列方式可有效增強(qiáng)電阻內(nèi)的空氣流動(dòng)性，提高電阻的散熱效果，即空氣在其間流動(dòng)的速度方向經(jīng)常變化，各部分空氣混合流動(dòng)強(qiáng)狂比較好，空氣紊流動(dòng)能大大增加，換熱效果明顯改善；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【IPC分類】G06F17-50
【公開(kāi)號(hào)】CN204463122
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520040684
【發(fā)明人】楊儉, 李聯(lián)軍
【申請(qǐng)人】深圳市富臨特科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年1月21日