大功率变频器在正常情况下工作中时,发热量来源于主要是隔离变压器、串联电抗器、功率模块、自动控制系统等,在其中作为主电源电路开关元件的功率元器件的散热、功率模块的散热设计方案及功率柜的散热与自然通风设计方案更为关键。对于igbt或igct功率元件,pn结不能超过125c,壳体为85c。一些研究表明,该电子器件的温度波动超过20c,故障率将增加8倍。
散热设计方案常见问题:
(1)采用耐温性和耐热性好的电子器件和原材料,以提升其容许的工作中温度;
(2)减少设备(元器件)內部的热值。因此,应多采用微功能损耗元器件,如低损耗型IGBT,并在电路原理中尽量避免发烫电子器件的总数,另外要提升元器件的电源开关频率以降低热值;
(3)选用适度的散热方法与用适度的制冷方式 ,减少自然环境温度,加速散热速率。
风量测算:
在最极端自然环境温度状况下,测算散热器最大温度做到要求情况下的最少风力。依据风力依照沉余放大率来明确风量。风量的计算方法为:Qf=Q/(Cpρ△T)
式中:
Qf:逼迫风冷式系统软件所需出示的排风量。
Q:被制冷设备的总热功能损耗。
Cp=1005J焦耳/(千克℃):空气比热,焦耳/(千克℃)。
ρ=1.11(m3/kg):空气的密度。
△T=10℃:进、出入口气体的温度差。
依据排风量和气压明确轴流风机型号,促使离心风机工作中在高效率最高处处,即提升了离心风机使用寿命又提升了设备的自然通风高效率。
风道设计:
串连风道是由每一个功率控制模块的散热器左右相对性,产生左右相匹配的风道,其特性由左右好几个功率模块产生串连的通道,构造简易,风道竖直促使空气阻力小;但因为气体从下向上存在先后加温的难题,导致上边的功率模块自然环境温度差小,散热实际效果差。
串联风道中从每一个功率模块的前边送风,相匹配的进气口串联排序,在后面的风仓中归纳后由离心风机抽出来,另外全部功率柜通常选用沉余的方式 ,有好几个离心风机串联运作,总体散热效果非常的好,并提升了设备的可信性。但柜门后边要产生风仓,扩大了设备的容积,另外因为每个功率模块后端开发到离心风机的间距不一样,促使每一个功率模块的风总流量不一致,是设计方案的难题。
依据串连风道和串联风道的特性,大功率变频器应挑选专门针对串联风道设计方案。
模拟仿真剖析:
运用模拟仿真软件能够在之上各种各样不一样构造及层级上系统对散热、温度场及內部液体运动状态开展高效率、精确、简单的定性分析。依据模拟仿真結果,对散热构造开展评定、改动,随后再度模拟仿真,直至获得符合要求的結果。根据这类方法,大家对热无效开展了非常好操纵,进而进一步提高了设备的可信性和可靠性。
结语:
变频器是一种使电机调速运作从而做到环保节能实际效果的设备,习惯性上把额定电流在5kV到10kV中间的电机称之为大功率电机,因而通常把对于5kV至10kV高电压自然环境下运作的电机而开发设计的变频器称之为大功率变频器。与低压型產品对比來看,大功率的產品更适用大功率风力发电、离心水泵的直流变频变速,能够对设备的环保节能效益起到实际效果。