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变频器散热设计相关知识科普
发布时间:2024-9-9 15:20:00   来源:杭州三科变频技术有限公司   人气值:


变频器是利用电力工程中半导体元件的传导效率将DC开关电源转换成另一种频率的电磁能操作装置。伴随着现代电力电子信息技术和电子信息技术的飞速发展,髙压大功率直流变频调速设备不断完善起來,原先一直难以处理的髙压难题,近些年根据元器件串连或模块串连获得了非常好的处理。




高溫下的常见问题:


1、监控并记录控制屏上的各显示信息主要参数,出现异常应及时体现;


2、监控并记录直流变频室的自然环境温度,自然环境温度应在-5℃~40℃中间。移相变电器的升温不可以超出130℃;


3、夏天温度较高时,应提升设备安装场所的自然通风散热。保证周边空气中不带有过多的浮尘,酸、盐、腐蚀及可燃性气体;


4、夏季是多雨的季节,应避免降水进入设备内部(例如,降水从风道通风口进入);


5、柜门边的滤网一般每星期应清理一次;如办公环境尘土较多,清理间距还应依据具体情况减少;


6、一切正常运作中,一张规范薄厚的A4纸应能坚固的吸咐在柜子门进气口滤网上;


7.DC变频机房必须保持环境整洁,并根据现场具体情况随时随地进行清洁;


8.DC变频房的自然通风和采光必须优良,自然通风和散热设备(中央空调、自然通风风机等。)可以正常运行。


在大中型电力电子技术设备中,随着温度的升高,故障率也随之提高,因此大功率高压变流器功率元件的热设计直接关系到设备的可靠性和可靠性。大功率高压变频器通常规定有非常高的可信性,危害电力电子技术设备无效的关键方式是热无效,据调查,50%之上的电子器件热无效主要是因为温度超出额定电流造成的。从总体设计上而言散热技术性是确保设备一切正常运作的重要环节。因为设备电源,一般为mw电压,在正常情况下,都会引起大量的热量。为确保设备的一切正常工作中,把很多的发热量释放出来,提升散热与自然通风计划方案,开展有效的设计方案与测算,完成设备的高效率散热,针对提升设备的可信性是十分必要的。


散热测算:


设备在一切正常工作中时,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IGBT功率元件,pn结不应超过125℃,外壳应为85℃..研究表明,如果电子器件的温度波动超过20℃,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须出示的排风量。


Q:被制冷设备的总热功能损耗。


cp=1005j/(kgc):空气比热,j/(kgc)。


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:


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,另外全部功率柜一般选用沉余的方式 ,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,变频器挑选串联风道设计方案,并产生了特有的构造发明专利。


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。


总结:


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中间的电机称之为高压电机,因而一般把对于5kV至10kV高电压自然环境下运作的电机而开发设计的高压型号。与低压型号相比,高压型号适用于大功率风力发电和离心式水泵的DC变频,可以达到明显的环保节能的实际效果。



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