發布日期:2022-10-09 點擊率:87 品牌:英威騰_INVT
高壓變頻調速系統雖然是一種非常高效的調速裝置,但是在運行中,仍然有2%-4%左右的損耗,這些損耗都變成熱量,最終耗散在大氣中。如何把這些熱量順利的從變頻器中帶出來,是變頻器設計中一個非常重要的問題。 高壓變頻器的發熱部件主要是兩部分:一是整流變壓器,二是功率元件。功率元件的散熱方式是關鍵?,F代變頻器一般采用空氣冷卻或者水冷。在功率較小時,采用空氣冷卻就能夠滿足要求。在功率較大時,則需要在散熱器中通水,利用水流帶走熱量,因為散熱器一般都有不同的電位,所以必須采用絕緣強度較好的水,一般采用純凈水,它比普通蒸餾水的離子含量還要低。在水路的循環系統中,一般還要加離子樹脂交換器,因為散熱器上的金屬離子會不斷的溶解到水中,這些離子需要被吸附清除。 應該說,從散熱的角度來說,水冷是非常理想的。但是,水循環系統工藝要求高,安裝復雜,維護工作量大,而且一旦漏水,會帶來安全隱患。所以,能夠用空氣冷卻解決問題的場合,就不要采用水冷。 原來,空氣冷卻能夠從設備中帶出來的熱量,與有效散熱面積的大小有關系,散熱面積越大,能夠帶走的熱量就越多。元器件的數目越多,散熱的面積就越大,空氣冷卻的效果就越好。對于6KV的變頻器,比3KV的變頻器器件數目多,而且單只器件的電流小,所以可以有較大的散熱面積,相當于熱量均分了。 有人會說,我增大散熱器的面積,不就增大了散熱面積了嗎?我公司產品開發部的試驗證明了這是一個悖論。電力電子元件的熱量按照如下方式傳導:沿散熱器表面散開,再沿表面傳遞到散熱片上,被空氣帶走。沿散熱器表面散開的面積是非常有限的,離開元件較遠處,已經基本感受不到熱量,所以把散熱器表面做大到一定程度,對散熱效果的增加已經沒有意義。對于散熱器的齒片也是一樣,齒根處溫度較高,齒尖處只有很少的熱量到達,所以增高齒片到一定程度,對散熱也毫無用處。 所以,要解決大功率產品的空氣冷卻問題,唯一有效的辦法是,利用很多的元器件,均攤熱量,增大有效的散熱面積。 當然,采用功耗較小的新一代元器件,或者采用熱阻較小的新式散熱器,也可以使空氣冷卻的變頻器功率更大,例如,在目前的IGBT封裝形式下,原來我們發現,如果不采用器件并聯,我們只能做到1800KW/6KV,現在,由于新一代IGBT器件和新式散熱器的采用,我們可以做到2300KW/6KV。這是技術研究的另一方面,與上面的分析不矛盾。 那么,為什么我們在2500KW/6KV以上的變頻器中采用IGBT并聯?并不是因為我們買不到那么大電流的IGBT,而是因為,通過試驗我們發現,在現有的技術條件下,如果不采用元器件并聯增大有效散熱面積,無法將內部的熱量用空氣帶出來,無法保證元器件的溫升滿足要求。 我們現在研究開發5000KW/6KV的變頻器,為什么我們比較有把握?因為原來我們開發的3200KW/6KV變頻器,是用15個功率單元帶走熱量,到了5000KW時,我們把功率單元增加到24個,每個功率單元帶走的熱量仍舊差不多。
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