大功率變頻器在正常情況下工作中時,發(fā)熱量來源于主要是隔離變壓器、串聯電抗器、功率模塊、自動控制系統(tǒng)等,在其中作為主電源電路開關元件的功率元器件的散熱、功率模塊的散熱設計方案及功率柜的散熱與自然通風設計方案更為關鍵。對于igbt或igct功率元件,pn結不能超過125c,殼體為85c。一些研究表明,該電子器件的溫度波動超過20c,故障率將增加8倍。
散熱設計方案常見問題:
(1)采用耐溫性和耐熱性好的電子器件和原材料,以提升其容許的工作中溫度;
(2)減少設備(元器件)內部的熱值。因此,應多采用微功能損耗元器件,如低損耗型IGBT,并在電路原理中盡量避免發(fā)燙電子器件的總數,另外要提升元器件的電源開關頻率以降低熱值;
(3)選用適度的散熱方法與用適度的制冷方式 ,減少自然環(huán)境溫度,加速散熱速率。
風量測算:
在最極端自然環(huán)境溫度狀況下,測算散熱器最大溫度做到要求情況下的最少風力。依據風力依照沉余放大率來明確風量。風量的計算方法為:Qf=Q/(Cpρ△T)
式中:
Qf:逼迫風冷式系統(tǒng)軟件所需出示的排風量。
Q:被制冷設備的總熱功能損耗。
Cp=1005J焦耳/(千克℃):空氣比熱,焦耳/(千克℃)。
ρ=1.11(m3/kg):空氣的密度。
△T=10℃:進、出入口氣體的溫度差。
依據排風量和氣壓明確軸流風機型號,促使離心風機工作中在高效率最高處處,即提升了離心風機使用壽命又提升了設備的自然通風高效率。
風道設計:
串連風道是由每一個功率控制模塊的散熱器左右相對性,產生左右相匹配的風道,其特性由左右好幾個功率模塊產生串連的通道,構造簡易,風道豎直促使空氣阻力?。坏驗闅怏w從下向上存在先后加溫的難題,導致上邊的功率模塊自然環(huán)境溫度差小,散熱實際效果差。
串聯風道中從每一個功率模塊的前邊送風,相匹配的進氣口串聯排序,在后面的風倉中歸納后由離心風機抽出來,另外全部功率柜通常選用沉余的方式 ,有好幾個離心風機串聯運作,總體散熱效果非常的好,并提升了設備的可信性。但柜門后邊要產生風倉,擴大了設備的容積,另外因為每個功率模塊后端開發(fā)到離心風機的間距不一樣,促使每一個功率模塊的風總流量不一致,是設計方案的難題。
依據串連風道和串聯風道的特性,大功率變頻器應挑選專門針對串聯風道設計方案。
模擬仿真剖析:
運用模擬仿真軟件能夠在之上各種各樣不一樣構造及層級上系統(tǒng)對散熱、溫度場及內部液體運動狀態(tài)開展高效率、精確、簡單的定性分析。依據模擬仿真結果,對散熱構造開展評定、改動,隨后再度模擬仿真,直至獲得符合要求的結果。根據這類方法,大家對熱無效開展了非常好操縱,進而進一步提高了設備的可信性和可靠性。
結語:
變頻器是一種使電機調速運作從而做到環(huán)保節(jié)能實際效果的設備,習慣性上把額定電流在5kV到10kV中間的電機稱之為大功率電機,因而通常把對于5kV至10kV高電壓自然環(huán)境下運作的電機而開發(fā)設計的變頻器稱之為大功率變頻器。與低壓型產品對比來看,大功率的產品更適用大功率風力發(fā)電、離心水泵的直流變頻變速,能夠對設備的環(huán)保節(jié)能效益起到實際效果。