Vėjo energijos keitiklio IGBT šilumos išsklaidymo charakteristikų tyrimas
Vėjo energijos keitikliai yra linkę į itin aukštos ir žemos temperatūros reiškinius, o įrengimo erdvė yra itin ribota. Kaip išsklaidyti šilumą aukšto dažnio, didelės srovės IGBT moduliams ribotoje erdvėje, tapo raktu į vėjo energijos keitiklių šilumos išsklaidymą. Šiuo metu vėjo energijos keitiklių IGBT moduliams taikomi šilumos išsklaidymo metodai daugiausia apima priverstinį oro aušinimą ir vandens aušinimą. Kad IGBT modulis veiktų normaliai, jis turi būti suprojektuotas taip, kad išsklaidytų šilumą, kad būtų užtikrinta, jog IGBT modulio darbinė temperatūra neviršytų leistinos didžiausios jungties temperatūros.
Siekiant patenkinti IGBT modulių šilumos išsklaidymo reikalavimus naudojant priverstinį oro aušinimą, pristatomas praktinis nuostolių skaičiavimo metodas. IGBT nuostolių skaičiavimo rezultatai skirtingomis darbo sąlygomis yra pakeičiami į flotherm programinę įrangą, o šiems naudojami įprastų radiatorių ir šilumos vamzdžių radiatorių šiluminio modeliavimo modeliai. Atliktas skirtingų radiatorių modeliavimas ir lyginamoji analizė. Vėliau keitiklio gaminio dviejų radiatorių šilumos išsklaidymas apskaičiuojamas pagal lygiavertį dviejų lygiagrečių modulių šiluminės varžos tinklą. Pakeitus minėtą reikšmę į (6) formulę, gaunamas K/W. Pagal apskaičiuotą radiatoriaus šiluminę varžą pasirinkite atitinkamą radiatorių.
Šilumnešių forma paprastai apima įprastą radiatorių, vandeniu aušinamą radiatorių ir šilumos vamzdžio radiatorių. Konverterio mašinos pusės arba tinklelio pusės A, B, C trifazių IGBT modulių ortakis vykdo centralizuotą šilumos išsklaijimą. Naudojant priverstinio oro radiatorių, yra keletas būdų, kaip sumažinti paties radiatorių šiluminę varžą. Daugelis Kinijos mokslininkų ištyrė tokių parametrų kaip radiatoriaus peleko aukštis, storis ir tankis įtaką radiatorių šiluminei varžai ir čia jų nekartos. Kitas metodas, kuris dažniausiai naudojamas inžinerijoje, siekiant žymiai pagerinti radiatoriaus šilumos išsklaidymo pajėgumą, yra šilumos vamzdžių įdėjimas į radiatoriaus pagrindą, tačiau problema yra ta, kad išlaidos didėja. Čia tiek mašinos pusėje, tiek keitiklio tinklelio pusėje taikomas SVPWM metodas. Eksperimente vidinis integruotas NTC naudojamas modulio temperatūros kilimo duomenims rinkti, o sandūros temperatūrą galima apskaičiuoti pagal šią formulę: Iš radiatoriaus eksperimentinių duomenų matyti, kad kai srovė maža , bendras energijos suvartojimas yra mažas, o šilumos išsklaidymo skirtumas tarp dviejų radiatorių nėra didelis. Esant 450 A, IGBT modulio temperatūros kilimas skiriasi maždaug 10 pėdų.
Modeliavimo analizė atlikta su sąlyga, kad vėjo greitis modulio oro įleidimo angoje yra 7m/s, o modulio srovė nuo 100A iki 500A. 1 lentelėje pateikti šilumos vamzdžio radiatoriaus eksperimentinės lusto sandūros temperatūros ir imituojamo lusto sandūros temperatūros palyginimai. Galima pastebėti, kad eksperimentiniai duomenys gerai sutampa su modeliavimo rezultatais, o modeliavimo programinė įranga gali tiksliai imituoti lusto jungties temperatūrą.
b yra lusto sandūros temperatūros modeliavimo rezultatų palyginimas kintamo vėjo greičio sąlygomis, esant tokiai pačiai modulio srovei ir tuo pačiu modulio nuostoliu. Matyti, kad didėjant vėjo greičiui, skiedrų sandūros temperatūra mažėja. Esant didelėms srovės sąlygoms, kuo didesnis vėjo greitis, tuo didesnis drožlių temperatūros kritimas.
Modeliavimo duomenų analizė Srovės/A Eksperimentinės lusto sandūros temperatūra/t Modeliavimo lusto sandūros temperatūros re paklaida/(a) Modulio temperatūros kilimas Eksperimentinis eksperimentas ir modeliavimo bangos forma 5 Išvados Čia pristatomas praktinis IGBT modulio nuostolių skaičiavimo metodas vėjo energijos keitiklių metodui, ir importuoti nuostolių skaičiavimo rezultatus į Flothem programinę įrangą. Palyginus modeliavimo analizę ir eksperimentinių bandymų duomenis, buvo lyginamas ir išanalizuotas dviejų radiatorių šilumos sklaidos charakteristikų skirtumas, patikrintas teorinio skaičiavimo ir modeliavimo modelio teisingumas. Kartu pateikiama radiatoriaus šilumos išsklaidymo charakteristikų modeliavimo kreivė esant kintamam oro kiekiui, kuri yra svarbi nuoroda renkantis vėjo energijos keitiklio IGBT radiatorių.
