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大功率高压电源变频器的散热功能分析
编辑:扬州凯弘电源科技有限公司   发布时间:2017-11-07

大功率高压电源变频器是使用电力半导体器材的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能操控设备。跟着现代电力电子技能和微电子技能的迅猛发展,大功率高压电源变频调速设备不断地成熟起来,本来一向难于处理的高压问题,近年来经过器材串联或单元串联得到了很好的处理。

大功率高压电源变频器在高温下的注意事项:
  1、仔细监督并记载变频器人机界面上的各显示参数,发现异常应即时反映;
  2、仔细监督并记载变频室的环境温度,环境温度应在-5℃~40℃之间。移相变压器的温升不能超越130℃;
  3、夏日温度较高时,应加强变频器装置场所的通风散热。确保周围空气中不含有过量的尘土,酸、盐、腐蚀性及爆炸性气体;
  4、夏日是多雨季节,应避免雨水进入变频器内部(例如雨水顺风道出风口进入);
  5、大功率高压电源变频器柜门上的过滤网一般每周应打扫一次;如作业环境尘埃较多,打扫距离还应依据实际情况缩短;
  6、变频器正常作业中,一张标准厚度的A4纸应能结实的吸附在柜门进风口过滤网上;
  7、变频室有必要坚持洁净整洁,应依据现场实际情况随时打扫;
  8、变频室的通风、照明有必要杰出,通风散热设备(空调、通电扇等)能够正常作业。
  在大型电力电子设备中,跟着温度的添加,失功率也添加,因而大功率高压电源变频器功率器材的热规划直接关系到设备的可靠性与稳定性。大功率高压电源变频器往往要求有极高的可靠性,影响电力电子设备失效的首要办法是热失效,据统计,50%以上的电子热失效首要是因为温度超越额外值引起的。从结构规划上来说散热技能是确保设备正常作业的关键环节。因为安邦信公司高压变频器设备功率大,一般为MW级,在正常作业时,会发生很多的热量。为确保设备的正常作业,把很多的热量发出出去,优化散热与通风计划,进行合理的规划与核算,完成设备的高效散热,关于进步设备的可靠性是十分必要的。
  散热核算:
  大功率高压电源变频器在正常作业时,热量来历首要是阻隔变压器、电抗器、功率单元、操控体系等,其间作为主电路电子开关的功率器材的散热、功率单元的散热规划及功率柜的散热与通风规划最为重要。对IGBT或IGCT功率器材来说,其pn结不得超越125℃,封装外壳为85℃。有研讨表明,元器材温度动摇超越±20℃,其失功率会增大8倍。
  散热规划注意事项:
  (1)选用耐热性和热稳定性好的元器材和资料,以进步其允许的作业温度;
  (2)减小设备(器材)内部的发热量。为此,应多选用微功耗器材,如低耗费型IGBT,并在电路规划中尽量削减发热元器材的数量,一起要优化器材的开关频率以削减发热量;
  (3)选用恰当的散热办法与用恰当的冷却办法,下降环境温度,加速散热速度。
  排风量核算:
  在最恶劣环境温度情况下,核算散热器最高温度到达需求时分的最小风速。依据风速依照冗余放大率来断定排风量。排风量的核算公式为:Qf=Q/(Cpρ△T)
  式中:
  Qf:逼迫风冷体系所须供给的风量。
  Q:被冷却设备的总热功耗。
  Cp=1005J/(kg℃):空气比热,J/(kg℃)。
  ρ=1.11(m3/kg):空气密度。
  △T=10℃:进、出口处空气的温差。
  依据风量和风压断定风机类型,使得风机作业在功率最高点处,即添加了风机寿命又进步了设备的通风功率。


            

风道设:
  串联风道是由每个功率模块的散热器上下相对,构成上下对应的风道,其特色由上下多个功率单元构成串联的通路,结构简单,风道笔直使得风阻小;但因为空气从下到上存在顺次加热的问题,造成上面的功率单元环境温差小,散热作用差。
  并联风道中从每个功率单元的前面进风,对应的进风口并联摆放,在后边的风仓中汇总后由风机抽出,一起整个功率柜一般选用冗余的办法,有多个风机并联作业,整体散热作用好,并进步了设备的可靠性。但柜体后边要构成风仓,增大了设备的体积,一起因为各个功率单元后端到风机的距离不同,使得每个功率单元的风流量不一致,是规划的难点。
  依据串联风道和并联风道的特色,凯弘公司大功率高压电源变频器选择并联风道规划,并构成了独有的结构专利技能。

仿真剖析:
  使用仿真软件能够在以上各种不同结构及层次上对体系散热、温度场及内部流体运动状况进行高效、精确、简便的定量剖析。依据仿真成果,对散热结构进行评价、修正,然后再次仿真,直到得到满足要求的成果。经过这种办法,我们对热失效进行了很好操控,然后大大进步了设备的可靠性和稳定性。
  完毕:
  大功率高压电源变频器是一种使电动机变速作业进而到达节能作用的设备,习惯上把额外电压在3kV到10kV之间的电动机称为高压电机,因而一般把针对3kV至10kV高电压环境下作业的电动机而开发的变频器称为高压变频器。与低压变频器比较,高压变频器适用于大功率风电、水泵的变频调速,能够收到明显的节能作用。


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