基于热仿真的高压变频器单元冷却系统设计

伴随着中压变频器国产化研究的深入开展,运用热仿真技术进行产品可靠性设计,对于提高制造关键装备技术水平有着重要的意义。以大功率高压变频器单元设计为例,通过高压变频器功率单元的传热模型和散热路径分析,基于ANSYS 16.0平台进行了变频器冷却系统数学模型建立和仿真模拟,以确保变频器功率单元热设计方案的可靠性,并在具体产品中进得到了实践验证,可为相关产品热设计工作的开展提供参考。     

大功率变流装置IGBT模块冷却性能分析研究

对某大功率电力机车绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块损耗和壳温进行计算,并利用FloEFD仿真软件对IGBT进行散热仿真分析,最后通过试验对实际工况中IGBT壳温进行测试推算。IGBT壳温的计算值、仿真值及测试值接近,证明了IGBT模块冷却设计方法的可行性、准确性,并利用该冷却设计方法对6 500 V/750 A IGBT(FZ750R65KE3)载流能力进行分析,得出该型号IGBT在实际应用中最大载流极限值,对大功率功率单元设计、试验及应用具有指导意义。     

大功率逆变器散热设计

本文研究了大功率逆变器中IGBT模块的散热设计。大功率IGBT模块在功率变换系统、无功补偿系统等领域有着广泛的应用,随着系统尺寸重量向着轻小化方向发展,IGBT模块单位体积内的散热量越来越高,严重危害了系统的稳定运行,因而对IGBT模块的热分析、热管理成为大容量IGBT技术发展的重要研究方向。本文提供了一整套的散热设计方法:首先对IGBT模块在实际工作电压电流下的损耗进行了分析计算,接下来提出了一种考虑IGBT模块内NTC热敏电阻的新型等效热路图,通过该等效热路图可较快速准确地进行结温以及热阻的计算,最后利用ANSYS的Design Xplorer模块对影响散热器热阻的关键参数进行了定量分析,并对散热系统的散热效果进行了仿真和试验分析,证明散热设计的准确性。     

中压水冷变频器在海洋平台的设计应用

正海洋平台变频器因其容量较小、电压等级较低,通常采用风冷设计。中压大功率变频器发热量大,采用风冷设计,存在尺寸大、散热效率低及运行噪声高等问题。分析了水冷变频器的优势,介绍了水冷变频器在海洋平台的设计应用。在影响变频器性能的众多因素中,散热设计是极其重要的。如果变频器散热设计不好,二极管、IGBT等功率元器件温度升高,超过所允许的工作温度,变频器的性能就会受到影响,严重时还会造成变频器报警、停机,甚至损坏。     

HARSVERT-A系列高压大功率变频器

由北京利德华福技术有限公司研制生产的HARSVERT-A系列高压大功率变频器，以高可靠性，易操作、高性能为设计目标，满足用户对于风机、水泵类负载调速节能，改善生产工艺的迫切需要。HARSVERT-A系列高压大功率变频器适配各种通用异步电机，采用新型IGBT功率器件，全数字化微机控制，具有以下特点。     

大功率变频器及整流移相变压器过电压类别研究

大功率变频器通常指10 000 kW 以上的变频调速系统,目前在石化行业尤其是液化天然气项目中应用较多.通过对大功率变频器及整流移相变压器过电压类别的研究,将变频器功率单元的过电压降低,满足技术和制造标准.     

高压变频器功率单元采用虚拟空间技术的研发

高压变频器是电力电子行业中的重要设备,而电力电子行业中的研发涉及到电力、电子、电磁兼容等各方面,设备固定结构对最终设计的安全稳定的作用越来越重要.将用于机械行业的三维技术应用在电力电子设备的研发过程中,利用其建立虚拟空间技术工作平台.在这个虚拟空间技术平台上进行高压变频器功率单元研发工作,不但实现研发周期的缩短,而且可以实现加工生产前即可以对功率单元结构进行详细而准确的了解与分析.     

一种新的中压电机调速法--转子变频调速

介绍一种用中功率IGBT低压变频器调节大功率风机和泵用中压电机转速的方法——转子变频调速。采用该调速法的变频器主电路简单、无电抗器、运行功率因数高、谐波小、起动和旁路容易。     

一种灵活可靠的IGBT驱动电路设计

在当今减碳排放背景下,全控型功率器件IGBT以优异的性能广泛用于各种变流器中,有效可靠的驱动电路对IGBT的安全工作至关重要,特别是大功率应用场合。针对大功率IGBT应用中对驱动电路灵活可靠的要求,设计了一种基于智能集成光耦驱动器ACPL-332J的IGBT驱动保护电路,分析了ACPL-332J的各项参数,并以ACPL-332J为核心设计了驱动电路。以英飞凌FF600R12ME4为应用IGBT,通过双脉冲试验、短路试验验证了设计电路驱动及保护的有效性。     

基于Ansys的大功率IGBT模块内部传热研究

采用Ansys软件对大功率IGBT模块内部的传热机理进行分析研究,观察其对应不同功率等级下的IGBT内部传热情况,最后通过IGBT芯片到铜基板底面的不同温度来计算芯片的结壳热阻.对IGBT模块的热性能进行预评估,以便更好地为设计人员提供设计方案的依据.而且以搭建的实验平台为基础,测得一系列实验数据,并与仿真模型的结果进...     

大功率LED灯具散热装置的设计

采用APDL语言生成分析文件,建立了LED灯具热沉的有限元模型,以热沉翘片长度、宽度和数目为设计变量,以LED最高结温为目标函数,建立了优化数学模型,采用ANSYS热分析软件进行了优化。结果表明热沉翘片长度越长,芯片最高结温越低;翘片宽度越宽,芯片最高结温越高;随着翘片数目增加,最高结温下降,但到达一定数值时,结温又会缓慢增大。在LED芯片结温不超过60℃的条件下,对热沉结构的优化值分别为：翘片长度为62.5mm,翘片宽度为1mm,翘片数目为20。     

大功率LED热管散热器研究

大功率LED的结点温度过高会降低其发光效率和可靠性,并缩短使用寿命,这也是限制LED光源大规模应用的主要瓶颈。为了解决大功率LED芯片的散热问题,本文提出了一种热管与空气强制对流相结合,并采用蜂窝板作为蓄热结构的热管散热装置,建立了三维模型,采用CFD软件对其进行了数值计算,主要研究了热功率、散热片间距和风压对散热器性能的影响。模拟结果表明该散热器能有效地降低大功率LED结点温度,结点温度随输入功率成线性变化,得出了散热片合理的间距,通过综合考虑散热、风机功耗、稳定性等因素,确定风压的值。     

功率开关管及LED驱动芯片的散热器设计

功率开关管(简称MOSFET)是开关电源的核心器件,这里讲的MOSFET可以是分立的,也可以集成在LED驱动芯片之中首先阐述分立式MOSFET散热器的设计方法、注意事项及设计实例;然后介绍通过计算平均功耗来完成单片LED驱动电源散热器设计的方法,并给出设计实例     

电动汽车SiC MOSFET风冷逆变器的散热器设计

电动汽车驱动逆变器对功率密度具有很高要求,驱动逆变器的散热设计不仅影响电驱动系统能否可靠运行,同时散热系统的体积也成为制约逆变器功率密度的瓶颈。基于20 k W电动汽车Si C MOSFET风冷逆变器,分析散热器热阻与其几何尺寸的关系,在满足逆变器散热要求的条件下,对散热器风扇个数、散热沟槽数、肋片厚度以及散热器的沟槽长度进行设计,并分别采用热仿真和实验对理论设计进行比对。     

高密度电机主要尺寸、功率和散热能力关系研究

通过理论分析了电机主要尺寸、功率与散热能力的关系,然后基于三者之间的关系提出了给定散热条件下电机设计的若干约束,最后以8极9槽永磁直流无刷电动机为例,通过ANSYS有限元软件对理论分析进行了验证,并给出了多种不同机座号电机在自然散热下所允许设计的最大功率损耗,对电机设计有一定的指导意义.     

循环水余热利用在火力发电厂的应用

循环水作为发电机组的冷却介质在完成一次换热后,潜热完全释放到大气中,不仅造成环境热污染同时损失大量热能.文章通过京能热电股份有限公司的成功案例,介绍了循环水余热利用的设计方案和使用情况,并就该项目的经济性给予了分析.     

大功率LED灯具散热的优化设计

对大功率LED灯具的散热进行研究。从大功率灯具的散热器材料选择、散热器结构的优化设计、散热器表面处理工艺、有效散热面积、对流条件等几个因素进行分析与散热性能的关系,对各种不同的散热技术进行整合优化。结果表明：改善LED灯具的对流环境、对散热器表面进行工艺处理、合理选择散热器的材料和优化散热器的结构设计均能提高大功率LED灯具的散热效果。     

模块化多电平变流器中子模块散热设计

以模块化多电平变流器子模块损耗分析为基础,从传热学的角度,分析散热片的热阻模型,设计了三相500kVA模块化多电平变流器子模块的散热片,并通过Ansys仿真验证设计结果。最后通过实验验证散热片设计方法。     

基于热力系统储热控制的大规模风电消纳研究

针对电力系统大规模风电并网消纳问题,本文基于区域能源系统框架提出一种热力系统储热控制的方法。该方法通过引入储热装置和分布式热泵,提高热电联产机组的运行灵活性,满足风电功率日前调峰需求;同时,分布式热泵可以进一步提高系统调峰容量,促进风电消纳;最后,考虑建筑物储热特性和人体热舒适性,能够提高储热控制的灵活性,实现对风电波动的有效跟踪。仿真结果展示了储热控制方法对日前调峰和促进弃风消纳的效果,分析了热负荷特性对风电调峰效果的影响。     

防火电容器热稳定性研究

防火电容器作为一种新型电力电容器,非常有必要研究其热平衡问题。本文建立了防火电容器的热平衡数学模型,并分析了其热传导过程与现有并联电容器的差别。然后,通过热稳定试验研究了外壳散热面积和防火介质对防火电容器温升的影响。研究成果能为防火电容器的散热设计提供参考。