Έρευνα για τις επιδόσεις απαγωγής θερμότητας του μετατροπέα αιολικής ενέργειας IGBT
Οι μετατροπείς αιολικής ενέργειας είναι επιρρεπείς σε ακραία φαινόμενα υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας και ο χώρος εγκατάστασης είναι εξαιρετικά περιορισμένος. Πώς να διαχέετε τη θερμότητα για μονάδες IGBT υψηλής συχνότητας και υψηλού ρεύματος σε περιορισμένο χώρο έχει γίνει το κλειδί για τον σχεδιασμό απαγωγής θερμότητας των μετατροπέων αιολικής ενέργειας. Επί του παρόντος, οι μέθοδοι απαγωγής θερμότητας που εφαρμόζονται στις μονάδες IGBT των μετατροπέων αιολικής ενέργειας περιλαμβάνουν κυρίως την εξαναγκασμένη ψύξη με αέρα και την υδρόψυξη. Προκειμένου η μονάδα IGBT να λειτουργεί κανονικά, πρέπει να σχεδιαστεί για απαγωγή θερμότητας για να διασφαλιστεί ότι η θερμοκρασία λειτουργίας της μονάδας IGBT είναι εντός της επιτρεπόμενης μέγιστης θερμοκρασίας σύνδεσης.
Με στόχο τις απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας των μονάδων IGBT που χρησιμοποιούν εξαναγκασμένη ψύξη αέρα, εισάγεται μια πρακτική μέθοδος υπολογισμού των απωλειών. Τα αποτελέσματα του υπολογισμού των απωλειών IGBT υπό διαφορετικές συνθήκες εργασίας αντικαθίστανται στο λογισμικό flotherm και χρησιμοποιούνται τα μοντέλα θερμικής προσομοίωσης συνηθισμένων θερμαντικών σωμάτων και θερμαντικών σωληνώσεων για τα δύο. Πραγματοποιήθηκε προσομοίωση και συγκριτική ανάλυση διαφορετικών θερμαντικών σωμάτων. Στη συνέχεια, η απόδοση απαγωγής θερμότητας των δύο θερμαντικών σωμάτων του προϊόντος μετατροπέα υπολογίζεται από το ισοδύναμο δίκτυο θερμικής αντίστασης δύο παράλληλων μονάδων. Αντικαθιστώντας την παραπάνω τιμή στον τύπο (6), προκύπτει K/W. Με βάση την υπολογιζόμενη θερμική αντίσταση του ψυγείου, επιλέξτε το αντίστοιχο καλοριφέρ.
Η μορφή των ψυκτών θερμότητας περιλαμβάνει γενικά συνηθισμένο καλοριφέρ, υδρόψυκτη ψύκτρα και ψύκτρα σωλήνων θερμότητας. Ο αεραγωγός των τριφασικών μονάδων IGBT από την πλευρά του μετατροπέα ή την πλευρά του δικτύου A, B, C διεξάγει κεντρική απαγωγή θερμότητας. Για σχέδια ψύκτρας με εξαναγκασμένο αέρα, υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να μειωθεί η θερμική αντίσταση της ίδιας της ψύκτρας. Πολλοί μελετητές στην Κίνα έχουν μελετήσει την επίδραση παραμέτρων όπως το ύψος, το πάχος και η πυκνότητα του πτερυγίου του ψυγείου στη θερμική αντίσταση των καλοριφέρ, και δεν θα τις επαναλάβουν εδώ. Μια άλλη μέθοδος που χρησιμοποιείται συνήθως στη μηχανική για τη σημαντική βελτίωση της ικανότητας απαγωγής θερμότητας του ψυγείου είναι η ενσωμάτωση σωλήνων θερμότητας στο υπόστρωμα του ψυγείου, αλλά το πρόβλημα είναι ότι το κόστος αυξάνεται. Εδώ, τόσο η πλευρά του μηχανήματος όσο και η πλευρά του πλέγματος του μετατροπέα υιοθετούν τη μέθοδο SVPWM. Στο πείραμα, το εσωτερικό ενσωματωμένο NTC χρησιμοποιείται για τη συλλογή των δεδομένων αύξησης θερμοκρασίας της μονάδας και η θερμοκρασία της διασταύρωσης μπορεί να υπολογιστεί με τον ακόλουθο τύπο: Από τα πειραματικά δεδομένα του ψυγείου, μπορεί να φανεί ότι όταν το ρεύμα είναι μικρό , η συνολική κατανάλωση ενέργειας είναι μικρή και η διαφορά στην απόδοση απαγωγής θερμότητας μεταξύ των δύο καλοριφέρ δεν είναι μεγάλη. Στα 450Α, η αύξηση της θερμοκρασίας της μονάδας IGBT ποικίλλει κατά περίπου 10 πόδια.
Η ανάλυση της προσομοίωσης πραγματοποιήθηκε υπό την προϋπόθεση ότι η ταχύτητα του ανέμου στην είσοδο αέρα της μονάδας είναι 7 m/s και το ρεύμα της μονάδας είναι από 100A έως 500A. Ο Πίνακας 1 δείχνει τα δεδομένα σύγκρισης της θερμοκρασίας σύνδεσης του πειραματικού τσιπ του καλοριφέρ σωλήνα θερμότητας και της θερμοκρασίας σύνδεσης του προσομοιωμένου τσιπ. Μπορεί να φανεί ότι τα πειραματικά δεδομένα είναι σε καλή συμφωνία με τα αποτελέσματα της προσομοίωσης και το λογισμικό προσομοίωσης μπορεί να προσομοιώσει με ακρίβεια τη θερμοκρασία σύνδεσης του τσιπ.
b είναι η σύγκριση των αποτελεσμάτων της προσομοίωσης της θερμοκρασίας διασταύρωσης τσιπ κάτω από συνθήκες μεταβλητής ταχύτητας ανέμου κάτω από το ίδιο ρεύμα μονάδας και την ίδια απώλεια μονάδας. Μπορεί να φανεί ότι όσο αυξάνεται η ταχύτητα του ανέμου, η θερμοκρασία της διασταύρωσης του τσιπ μειώνεται. Υπό υψηλές τρέχουσες συνθήκες, όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα του ανέμου, τόσο μεγαλύτερη είναι η πτώση της θερμοκρασίας του τσιπ.
Ανάλυση δεδομένων προσομοίωσης Τρέχον/Α Θερμοκρασία πειραματικής σύνδεσης τσιπ/t Σφάλμα θερμοκρασίας σύνδεσης τσιπ προσομοίωσης/(α) Αύξηση θερμοκρασίας μονάδας Πειραματικό πείραμα και κυματομορφή προσομοίωσης 5 Συμπεράσματα Μια πρακτική μέθοδος για τον υπολογισμό της απώλειας μονάδας IGBT εισάγεται εδώ για τη μέθοδο μετατροπέων αιολικής ενέργειας, και Εισαγάγετε τα αποτελέσματα υπολογισμού ζημιών στο λογισμικό Flothem. Μέσω της σύγκρισης της ανάλυσης προσομοίωσης και των δεδομένων πειραματικών δοκιμών, συγκρίθηκε και αναλύθηκε η διαφορά στην απόδοση απαγωγής θερμότητας των δύο θερμαντικών σωμάτων και επαληθεύτηκε η ορθότητα του θεωρητικού μοντέλου υπολογισμού και προσομοίωσης. Ταυτόχρονα, δίνεται η καμπύλη προσομοίωσης απόδοσης απαγωγής θερμότητας του ψυγείου υπό την προϋπόθεση μεταβλητού όγκου αέρα, η οποία παρέχει μια σημαντική αναφορά για την επιλογή του καλοριφέρ IGBT του μετατροπέα αιολικής ισχύος.
