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高压变频器单元热仿真计算

2024-07-18 09:26770建材之家
1 引言
大型电力电子设备,如大功率高压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主要形式是热失效,据统计,50%以上的电子热失效主要是由于温度超过额定值引起的。随着温度的增加,失效率也增加,因此大功率高压变频器功率器件的热设计直接关系到设备的可靠性与稳定性。
从结构设计上来说散热技术是保证设备正常运行的关键环节。由于三环公司高压变频器设备功率大,一般为MW级,在正常工作时,会产生大量的热量。为保证设备的正常工作,把大量的热量散发出去,优化散热与通风方案,进行合理的设计与计算,实现设备的高效散热,对于提高设备的可靠性是十分必要的。
2 散热计算
高压变频器在正常工作时,热量来源主要是隔离变压器、电抗器、功率单元、控制系统等,其中作为主电路电子开关的功率器件的散热、功率单元的散热设计及功率柜的散热与通风设计最为重要。对igbt或igct功率器件来说,其pn结不得超过125℃,封装外壳为85℃。有研究表明,元器件温度波动超过±20℃,其失效率会增大8倍。
2.1 散热设计注意事项
(1) 选用耐热性和热稳定性好的元器件和材料,以提高其允许的工作温度;
(2) 减小设备(器件)内部的发热量。为此,应多选用微功耗器件,如低耗损型igbt,并在电路设计中尽量减少发热元器件的数量,同时要优化器件的开关频率以减少发热量;
(3) 采用适当的散热方式与用适当的冷却方法,降低环境温度,加快散热速度。
2.2 排风量计算
在最恶劣环境温度情况下,计算散热器最高温度达到需求时候的最小风速。根据风速按照冗余放大率来确定排风量。排风量的计算公式为:Qf=Q/(Cp•ρ•△T)
式中:
Qf:强迫风冷系统所须提供的风量。
Q:被冷却设备的总热功耗,W。
Cp=1005J/(kg•℃):空气比热,J/(kg•℃)。
ρ=1.11(m3/kg):空气密度,m2/kg。
△T=10℃:进、出口处空气的温差,℃。
根据风量和风压确定风机型号,使得风机工作在效率最高点处,即增加了风机寿命又提高了设备的通风效率。
2.3 风道设计
串联风道是由每个功率模块的散热器上下相对,形成上下对应的风道,其特点由上下多个功率单元形成串联的通路,结构简单,风道垂直使得风阻小;但由于空气从下到上存在依次加热的问题,造成上面的功率单元环境温差小,散热效果差。
并联风道中从每个功率单元的前面进风,对应的进风口并联排列,在后面的风仓中汇总后由风机抽出,同时整个功率柜一般采用冗余的方法,有多个风机并联运行,整体散热效果好,并提高了设备的可靠性。但柜体后面要形成风仓,增大了设备的体积,同时由于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,是设计的难点。
根据串联风道和并联风道的特点,三环公司高压变频器选择并联风道设计,并形成了独有的结构专利技术。
3 仿真分析
利用仿真软件可以在以上各种不同结构及层次上对系统散热、温度场及内部流体运动状态进行高效、准确、简便的定量分析。
根据仿真结果,对散热结构进行评估、修改,然后再次仿真,直到得到满足要求的结果。通过这种方式,我们对热失效进行了很好控制,从而大大提高了设备的可靠性和稳定性。
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电气施工图纸会审工作要点
1、要审查设计图纸是否符合相关规范或有关技术质量标准,设计是否合理,考虑经济承受能力和投资取得的回报,设计和选用的产品应是开放型的,便于有条件时系统扩展、互联和信息共享。 2、要根据工程的特点和使用功能,明确业主对其项目的定位和需求。应提供意见和建议与业主,及早协调明确要设置哪些系统,以便所设系统与主体工程同步进行,避免主体完工后再上系统,难于施工,造成对建筑主体结构的破坏,加大返工

0评论2024-11-03304

电流互感器误差计算流程图
按书上的排版方式讲电流互感器误差计算感觉不简洁、不清晰,就做了这个流程图出来,自我感觉不错。欢迎同行指正。

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PLC编程学习的好处
一、可以提高电脑水平。  学习PLC编程,首先要学会各种PLC、触摸屏软件安装和卸载,打字当然也是必不可少的要求,软件中的菜单的应用相当于把电脑的基础知识好好的学习了一番,一些人用电脑只会用鼠标点击,久而久之,这其实还是电脑盲,而学好PLC编程,键盘鼠标都要配合使用。在电脑硬件方面,电脑配置要求,串口以及外置接口在学习中自然而然学好了。  二、自然而然也学好了英语。  PLC软件里面的指令L

0评论2024-11-03324

发电机定子转子一点接地现象及处理方法
发电机定子一点接地:现象:1) 警铃响,发电机“定子一点接地”光字牌亮;2) 定子绝缘检查,接地的一相电压为零或降低,其余相为线电压或升高。处理:1) 据表计判明是真接地还是假接地;2) 如定子接地保护投了“跳闸”但保护拒动,应立即手动解列发电机;3) 定子接地保护投信号时,如发信应立即查找接地点,接地光字牌设法予以消除;4) 若为真接地,且外部回路设备无明显接地点,应迅速汇报值长、中调,然

0评论2024-11-03270

电梯在维修时的用电安全规定
1.在电梯进行维修或定期检修试车时,必须断开总电源。电梯轿厢内不可载客或装货,同时应在层门口、轿内操纵箱、机房控制柜等处,悬挂“检修停用”、“不许合闸”、“正在修理,不可开动”等内容的警告牌,试车时应有专人统一指挥,根据指挥人员所发的指令,才能摘去警告牌或开动电梯。  2.电梯进行检查、试验、修理、清洁工作时应将机房电源开关断开,以保证安全。  3.电梯检查维修时,必须使用36V以下的安全电

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高压配电网对于无功补偿的具体应用分析
无功补偿在维持电网运行所需要的足够无功功率之外,能够通过将多余部分的无功功率去除,从而达到对于电网运行环境的优化,目前我国正在大力地推动无功补偿在全面合理的规划及布局基础上的分散补偿的实施,力求推动整个电网的就地平衡。本文下面就针对无功补偿在高压电网中的应用进行一下分析:1)配电网的自动跟踪补偿目前,高压配电网的管理人员主要利用固定及可变阻抗型,这样两种自动补偿的装置来进行无功补偿,其中固定

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51单片机的上拉电阻一般多大
1、51单片机的p0口为了实现准3态,采用了oc输出,也就是集电极悬空输出,也有叫图腾柱输出的。这种电路结构,只有下拉能力,高电平输出没有电流,在高电平时表现为高阻态;加上上拉电阻,就会失去高阻态,变成 1、0 两态。2、p0口上拉电阻的选择,应遵循基本的电路设计原则,不能盲目套用,要看后级情况而定:例如,后级驱动的是1只npn三极管,这个三极管的放大倍数(β)=100倍,三极管的负载电流(

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高压负荷开关的灭弧原理和使用注意事项
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伺服驱动器的高速脉冲指令输入
如果上位机是一高速脉冲指令方式输出,伺服驱动器只能通过差分驱动方式接收脉冲指令。如图:这里务必保证差分输入的电压为5V,否则伺服驱动器的输入脉冲不稳定,会导致脉冲输入丢失现象,或出现脉冲指令取反现象。上位机的5V地必须与驱动器的GND地相连接,以降低噪声干扰。  差分输入方式就是采用差动放大器,如同RS422,RS485通信线路一样。差分驱动器具有较高的操作频率,因此上位机可以传送较高频率的

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电动机运行中的检查项目
通常,电动机运行时,要监控如下几方面内容:  (1)电动机电流是否超过允许值。  (2)轴承的温度及润滑是否正常。电动机轴承的最高允许温度,应遵守制造厂的规定。无制造厂的规定时,可按照如下标准:①滑动轴承不得超过80摄氏度;②滚动轴承不得超过100摄氏度。  (3)电动机有无异常音响。  (4)对直流电动机和电刷经常压在滑环上运行的绕线式转子电动机,应注意电刷是否有冒火或其他异常现象。  (

0评论2024-11-03214