用于功率模塊水冷板測(cè)試的水冷試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及試驗(yàn)裝置，特別是一種用于功率模塊水冷板測(cè)試的水冷試驗(yàn)臺(tái)。它由主管路、換熱管路、低流量管路、高流量管路、預(yù)熱管路、試驗(yàn)管路等液壓元件組成閉式循環(huán)系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)比較，其優(yōu)點(diǎn)是：1.系統(tǒng)流量穩(wěn)定，測(cè)量精度高；2.準(zhǔn)確快速調(diào)節(jié)水冷板冷卻液進(jìn)口溫度，不論是低流量還是高流量溫度波動(dòng)都??；3.有效去除系統(tǒng)和試驗(yàn)件中的殘?jiān)Ｋ?.自動(dòng)化程度高，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷卻液的流量、加熱單元溫度、水冷板進(jìn)口處冷卻液溫度和壓力、風(fēng)水換熱器前后溫度，檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示在PC界面上，方便判斷試驗(yàn)狀態(tài)，操作簡(jiǎn)單明了；5.系統(tǒng)安裝拆卸方便，可以用于多種不同型號(hào)的水冷板。
【專利說明】用于功率模塊水冷板測(cè)試的水冷試驗(yàn)臺(tái)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及試驗(yàn)裝置，特別是一種用于功率模塊水冷板測(cè)試的水冷試驗(yàn)臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0003 ]目前，水冷板是用于電力電子功率模塊散熱的元件，電力電子功率模塊包括風(fēng)電設(shè)備變流器功率模塊、變頻器功率模塊、電力機(jī)車及動(dòng)車變流器功率模塊等。水冷板性能的好壞直接影響電力電子功率模塊能否正常使用，現(xiàn)有水冷板測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)存在如下問題:(I)冷卻液流量不能保持恒定，有較大的波動(dòng)；(2)水冷板進(jìn)口溫度難以控制，特別是低流量時(shí)溫度波動(dòng)較大，調(diào)節(jié)周期較長(zhǎng)，其測(cè)量精度有待進(jìn)一步提高。(3)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于功率模塊水冷板測(cè)試的水冷試驗(yàn)臺(tái)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過如下途徑實(shí)現(xiàn)的:一種用于功率模塊水冷板測(cè)試的水冷試驗(yàn)臺(tái)，底座上方一側(cè)安裝有水箱，水箱上安裝有電磁液位計(jì)、溫度傳感器，水箱上方安裝有回水過濾器;水箱下方通過主管路依次連接過濾器、變頻栗后接三通比例閥進(jìn)水口的一端，該三通比例閥出水口的一端與換熱管路連接，換熱管路上順序連接風(fēng)水換熱器及溫度傳感器一，低流量管路分別與換熱管路的出水端及三通比例閥另一出水口連接;所述的低流量管路上順序連接經(jīng)電磁閥一、加熱器一、溫度傳感器二、電磁流量計(jì)一、連接預(yù)熱管路、試驗(yàn)管路;所述的高流量管路一端與主管路接通，經(jīng)電磁閥二、加熱器二、溫度傳感器三、電磁流量計(jì)二后連接預(yù)熱管路、試驗(yàn)管路;所述的試驗(yàn)管路一路通過四通接頭一端順序連接電磁閥四、溫度傳感器三、壓力傳感器四、試驗(yàn)件、溫度傳感器五、壓力傳感器六、電磁閥五、回水過濾器連接到水箱。另外三端分別連接電磁流量計(jì)一、電磁流量計(jì)二、預(yù)熱管路，預(yù)熱管路另一端經(jīng)電磁閥三、回水過濾器連接到水箱。
[0006]本發(fā)明用于功率模塊水冷板測(cè)試的水冷試驗(yàn)臺(tái)，與現(xiàn)有技術(shù)比較，其優(yōu)點(diǎn)是:1.系統(tǒng)流量穩(wěn)定，測(cè)量精度高;2.準(zhǔn)確快速調(diào)節(jié)水冷板冷卻液進(jìn)口溫度，不論是低流量還是高流量溫度波動(dòng)都小;3.有效去除系統(tǒng)和試驗(yàn)件中的殘?jiān)Ｋ?4.自動(dòng)化程度高，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷卻液的流量、加熱單元溫度、水冷板進(jìn)口處冷卻液溫度和壓力、風(fēng)水換熱器前后溫度，檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示在PC機(jī)界面上，方便判斷試驗(yàn)狀態(tài)，操作簡(jiǎn)單明了；5.系統(tǒng)安裝拆卸方便，可以用于多種不同型號(hào)的水冷板。
【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
圖1為本發(fā)明原理及連接關(guān)系示意圖； 圖2為本發(fā)明主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，水箱1、過濾器2、主管路3、栗4、三通比例閥5、換熱管路6、風(fēng)水換熱器7、溫度傳感器一8、低流量管路9、電磁閥一 10、加熱器一11、溫度傳感器二 12、高流量管路13、電磁閥二14、加熱器二 15、溫度傳感器三16、電磁流量二 17、電磁流量計(jì)一 18、預(yù)熱管路19、試驗(yàn)管路21、電磁閥三20、電磁閥四22、溫度傳感器四23、壓力傳感器一24、試驗(yàn)件、溫度傳感器五25、壓力傳感器二 26、電磁閥五27、回水過濾器28、電磁液位計(jì)29、溫度傳感器六30。
【具體實(shí)施方式】
[0008]如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明用于功率模塊水冷板測(cè)試的水冷試驗(yàn)臺(tái)，底座上方一側(cè)安裝有水箱I，水箱I上安裝有電磁液位計(jì)29、溫度傳感器30，水箱上方安裝有回水過濾器28；
水箱I下方通過主管路3依次連接過濾器2、變頻栗4后接三通比例閥5出水口的一端，該三通比例閥5出水口的另一端與換熱管路6連接，換熱管路6上順序連接風(fēng)水換熱器7及溫度傳感器一 8，低流量管路9分別與換熱管路6的進(jìn)水端及三通比例閥5進(jìn)水口連接；
所述的低流量管路9上順序連接經(jīng)電磁閥一 1、加熱器一 11、溫度傳感器二 12、電磁流量計(jì)一18、連接預(yù)熱管路19、試驗(yàn)管路21 ；
所述的高流量管路13—端與主管路3接通，經(jīng)電磁閥二 14、加熱器二 15、溫度傳感器三16、電磁流量計(jì)二 17后連接預(yù)熱管路19、試驗(yàn)管路21;
所述的試驗(yàn)管路21—路通過四通接頭一端順序連接電磁閥四22、溫度傳感器三23、壓力傳感器四24、試驗(yàn)件、溫度傳感器五25、壓力傳感器六26、電磁閥五27、回水過濾器28連接到水箱I，另外三端分別連接電磁流量計(jì)17、電磁流量計(jì)18以及預(yù)熱管路19，預(yù)熱管路19另一端經(jīng)電磁閥三20、回水過濾器28連接到水箱I。
[0009]試驗(yàn)臺(tái)通過設(shè)置能形成流量測(cè)量回路;流量測(cè)量回路分為高流量回路和低流量回路。高流量回路由主管路3、高流量管路13、試驗(yàn)管路21組成;低流量回路由主管路3、低流量管路9、試驗(yàn)管路21組成；
試驗(yàn)臺(tái)通過設(shè)置能形成加熱回路，加熱回路分為預(yù)加熱回路和試驗(yàn)加熱回路。預(yù)熱回路由主管路3、高流量管路13或低流量管路9、預(yù)熱管路19組成;試驗(yàn)加熱回路由主管路3、高流量管路13或低流量管路9、試驗(yàn)管路21組成；
試驗(yàn)臺(tái)使冷卻介質(zhì)流量恒定的方法包括以下步驟:
步驟一:輸入試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)流量值，PC機(jī)讀入目標(biāo)流量值后與程序設(shè)定的流量值比較，判定是啟動(dòng)低流量回路還是高流量回路；
步驟二:初調(diào)階段:根據(jù)整機(jī)管路流阻特性及試驗(yàn)設(shè)定流量的大小;通過變頻器逐步增大栗電機(jī)轉(zhuǎn)速，使栗的出口流量保持在所需流量的± 10%區(qū)間內(nèi)；
步驟三:精調(diào)階段:采用閉環(huán)控制，自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)反饋的實(shí)際流量與試驗(yàn)設(shè)定流量的偏差，利用變頻器調(diào)節(jié)栗電機(jī)轉(zhuǎn)速，直到輸出流量精度滿足預(yù)定要求，保持該轉(zhuǎn)速不變；步驟四:根據(jù)電磁流量計(jì)反饋的實(shí)際流量大小，當(dāng)流量出現(xiàn)偏差時(shí)，相應(yīng)調(diào)節(jié)栗電機(jī)轉(zhuǎn)速，維持流量穩(wěn)定。
[0010]試驗(yàn)臺(tái)準(zhǔn)確快速調(diào)節(jié)水冷板進(jìn)口冷卻液的溫度并使溫度穩(wěn)定的方法包括以下步驟:
步驟一:設(shè)定試驗(yàn)溫度，根據(jù)PC機(jī)數(shù)據(jù)采集反饋的信息啟動(dòng)預(yù)加熱回路進(jìn)行預(yù)加熱；步驟二:當(dāng)水冷板的進(jìn)口溫度達(dá)到預(yù)加熱的溫度時(shí)，關(guān)閉預(yù)加熱回路，打開試驗(yàn)加熱回路，并開啟風(fēng)水換熱器；
步驟三:利用溫度傳感器采集試驗(yàn)件的進(jìn)口及出口溫度，反饋給PC機(jī)；
步驟四:通過PID調(diào)節(jié)器對(duì)加熱單元進(jìn)行控制，消除溫度偏差。
[0011]以下是一個(gè)試驗(yàn)的過程:若試驗(yàn)件需要冷卻介質(zhì)的進(jìn)口溫度為45°C，流量為100L/min。首先輸入流量100L/min，控制程序會(huì)與程序當(dāng)中設(shè)的流量值30L/min比較(假設(shè)程序中設(shè)定30L/min為高低流量的區(qū)分值)100L/min>30L/min，所以此試驗(yàn)屬于高流量試驗(yàn)，控制系統(tǒng)將打開電磁閥二 14，關(guān)閉電磁閥一 10，讓冷卻介質(zhì)全部走高流量管路。試驗(yàn)件所需的進(jìn)口溫度為45°C，假設(shè)控制程序編寫的是預(yù)熱溫度要比試驗(yàn)溫度低5°C，即預(yù)加熱要達(dá)到40°C停止。當(dāng)試驗(yàn)確定為高流量回路時(shí)，試驗(yàn)將啟動(dòng)預(yù)加熱回路，預(yù)加熱不斷循環(huán)加熱直到溫度達(dá)到40°C此時(shí)電磁閥三20關(guān)閉，電磁閥四22、電磁閥五27打開，此時(shí)即轉(zhuǎn)為試驗(yàn)回路了，當(dāng)進(jìn)口溫度達(dá)到45°C時(shí)，由于試驗(yàn)件上面有功率器件產(chǎn)生熱量，此時(shí)試驗(yàn)件的出口溫度將高于45°C，所以在試驗(yàn)中將開啟換熱管路，通過三通比例閥5調(diào)節(jié)介質(zhì)的流通比例，一部分水走換熱管路6，一部分走主管路3，然后混合使溫度降低，避免經(jīng)過加熱器時(shí)水溫過高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于功率模塊水冷板測(cè)試的水冷試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:底座上方一側(cè)安裝有水箱(I)，水箱(I)上安裝有電磁液位計(jì)(29)、溫度傳感器(30)，水箱上方安裝有回水過濾器(28)； 水箱(I)下方通過主管路(3)依次連接過濾器(2)、變頻栗(4)后接三通比例閥(5)進(jìn)水口的一端，該三通比例閥(5)出水口的另一端與換熱管路(6)連接，換熱管路(6)上順序連接風(fēng)水換熱器(7)及溫度傳感器一 (8)，低流量管路(9)分別與換熱管路(6)的出水端及三通比例閥(5)另一出水口連接； 所述的低流量管路(9)上順序連接經(jīng)電磁閥一(10)、加熱器一(11)、溫度傳感器二(12 )、電磁流量計(jì)一 (18)、連接預(yù)熱管路(19)、試驗(yàn)管路(21); 所述的高流量管路(13)—端與主管路(3)接通，經(jīng)電磁閥二(14)、加熱器二(15)、溫度傳感器三(16)、電磁流量計(jì)二(17)后連接預(yù)熱管路(19)、試驗(yàn)管路(21); 所述的試驗(yàn)管路(21)—路通過四通接頭一端順序連接電磁閥四(22)、溫度傳感器三(23)、壓力傳感器四(24)、試驗(yàn)件、溫度傳感器五(25)、壓力傳感器六(26)、電磁閥五(27)、回水過濾器(28)連接到水箱(1)，另外三端分別連接電磁流量計(jì)二(17)、電磁流量計(jì)一(18)以及預(yù)熱管路(19)，預(yù)熱管路(19)另一端經(jīng)電磁閥三(20)、回水過濾器(28)連接到水箱(I)。
【文檔編號(hào)】G01M3/32GK105953989SQ201610254506
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】李純, 李松霖, 夏康
【申請(qǐng)人】株洲智熱技術(shù)有限公司