基于ICEPAK的SVG功率柜散热系统分析

随着电力电子技术的发展,SVG以明显的优势,在风电厂和光伏电厂得到了越来越广泛的应用,其主要电子元件IGBT的散热得到越来越多的关注。针对SVG功率柜单柜结构和功率模块中IGBT的布置,对某10k V/3MW SVG功率柜单柜散热系统进行了分析。利用ICEPAK分析软件对SVG单柜在不同风机下的通风散热过程进行分析,为柜体设计前期风机的选型提供了相应的理论依据;此外,还讨论了柜体风道尺寸调整对整体散热效果的影响趋势。从而借助数值分析的手段能够优化风机选型,也为柜体风道尺寸的结构设计指明方向。     

静止无功发生器SVG原理及工程应用的若干问题

介绍SVG的原理、特点及在各领域的应用,在此基础上结合上海蒙自变电站的6 Mvar SVC++(3Mvar的SVG与3 Mvar的FC并联运行)动态无功补偿项目说明了SVG在工程应用中涉及的主电路选择、损耗计算和散热设计、电磁干扰设计等相关方面应注意的问题和采取的措施.     

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。     

基于曲线拟合的PEBB单元散热优化设计

散热优化是功率电子元组件(PEBB)设计的关键环节,良好的散热系统可充分提高PEBB的功率密度,最大限度地提高开关器件的利用率。文中详细计算了PEBB单元开关器件的各项损耗功率,并采用ICEPAK软件对该单元进行散热仿真分析。通过改变PEBB单元中散热器的翅片数目和基板厚度等参数,得出其对单元散热效果的影响,运用曲线拟合的方式确定了这些影响因素与散热效果的函数关系,并通过对函数式求极值给出了散热器结构优化方案,最终通过对比仿真结果与实验数据验证了热仿真设计方法和实验的一致性,证明了该仿真在系统散热优化设计中具有指导意义。     

静止型动态无功发生器(SVG)在电网输变电工程和风电场中的应用

介绍SVG的基本工作原理、特点和在电网输变电系统、风电场领域中的应用。在此基础之上结合SVG的应用现状以及研究中涉及的散热计算、损耗计算、控制策略和电磁干扰等方面应注意的问题与采取的措施。无功补偿对维持电力系统的稳定性和经济运行,改善电能质量有至关重要的作用。无功功率会造成公用电网设备容量和线路损耗的增加,更重要的是无功功率的波动会引起电网电压的波动,     

小型永磁同步电机温度场分析中几个关键问题的解决方法

为优化小型永磁电机的设计,就小型永磁同步电机温度场分析计算中的几个关键问题——热源、复合材料的导热系数、散热面的散热系数等的分析和计算提出了解决方法。     

制冷散热技术在无功发生器中的应用

电力电子无功发生器(SVG)工作时，其主要的发热元器件绝缘栅双极型晶体管(IGBT)功率模块会因为功率损耗引起发热、升温，如何给SVG散热成为保障设备正常运行的难题。分析了现有的风冷和水冷散热方式的特点和不足，阐述了密闭制冷散热方式的特点和优势，并以某变电站SVG为例进行密闭制冷散热方式改造，该装置安装调试运行后，系统性能稳定、运行良好。     

LED路灯散热问题研究及设计

本文首先从大功率LED结温与寿命的关系中,分析了LED路灯散热问题的重要性,然后分别从光源的散热、灯具的直接散热和灯具的对流散热等三方面对LED路灯进行了创新性的散热设计,最后,通过实验检测了散热设计的有效性和先进性。     

电力电子装置强制风冷散热方式的研究

对电力电子装置中常用的强制风冷散热方式进行了研究,通过深入分析对流换热过程和多种根据散热系统进行的对比实验,确定了影响散热效果的因素,并通过对实验结果的分析总结出了风道设计的指导原则。实验证明,通过合理的风道设计,可以在散热器和风机参数一定的条件下,有效地提高散热效果。     

大容量气体绝缘开关设备散热技术研究

为解决大容量开关设备温升问题,进行温升与散热技术研究具有重要意义。分析了开关设备的发热原因,并对内部导体进行了载流量计算,分别从热传导、热对流、热辐射三方面对开关设备进行散热设计,并给出多种散热方案,通过FLOEFD热分析计算软件计算出每种散热方案的散热效果,结合经济性、工艺性进行择优选择。将选出的散热方案应用于开关设备,顺利通过了温升试验,为开关设备结构优化和散热设计提供了理论支撑。     

高压变频器散热系统的设计

对6kV, 2.5kW 高压变频器的散热系统进行了研究和设计。提出采用强迫风冷解决变频器的散热问题。在计算出系统各个功率器件发热量的基础上,根据发热量与温升之间的关系,计算出各功率开关器件所需散热器的热阻,选择了合适的散热器,并根据整个系统的发热量和散热器对气流的要求,对风机的选型以及风道的设计进行了探讨,设计了一种前进风后出风,每个散热器都与风腔独立密封连接的抽风方案。试验结果表明,该散热系统能满足运行要求。     

低地板轻轨车牵引变流器通风散热设计

采用强迫风冷的变流器必须进行通风散热设计,选用通风机需要考虑的因素为其风量和风压,风量取决于变流器功率损耗,风压与箱体风道设计有关,根据风量确定风机后.风压决定风机的实际工作点;选用散热器的依据为散热器热阻,热阻值取决于通风条件和变流器功耗.对轻轨车牵引变流器功率损耗进行了计算,分析了功率损耗与所需风量以及散热器热阻之间的关系,并通过专业软件fluent,对箱体风道进行CFD仿真和设计,进而结合相关国家标准选择了合适的通风机和散热器.实验结果表明,风道设计以及通风机和散热器的选择合理,符合要求.     

永磁风力发电机通风系统计算与热分析

永磁风力发电机的通风发热综合计算可以指导发电机及其冷却系统设计,并准确地得到发电机各部件的温升及其分布。采用计算流体力学(CFD)法进行通风系统计算,采用等效热网络法进行热计算。通过通风系统计算得到发电机内冷却空气流量分配、风速分布及风压降。通风计算结果为外加风机的选型提供了依据。根据发电机内风速分布确定发电机各部件的对流散热系数,并将其作为热计算的边界条件,通过热计算得到发电机各部件的温升值。     

自循环蒸发冷却电机定子铁心与绕组间的热量传递

自循环蒸发冷却发电机存在空冷和蒸发内冷2套冷却系统,二者如何合理地分担电机的热负荷对于电机稳定高效地运行至关重要,目前这方面的理论研究尚未深入进行。难点在于难以直接建立定子三维温度场与空心股线内的两相流场耦合数值模型。在研究两相流场和空气流场的基础上,将热网络方法引入蒸发冷却电机温度场分析。和数值方法相比,热网络法模型精练,可以快速计算出冷却系统各个参数对传热的影响。通过与实测值对比,验证了计算方法的可行性和模型的准确性。     

电站空冷系统设计气温的确定方法

空冷岛的设计气温是很重要的设计参数,如何确定空冷岛的设计气温,将直接影响到电站空冷机组的经济运行。设计气温应根据典型年的气温统计而得出,气温变化是空冷凝汽器的系统设计和热工性能密切相关的重要气象参数。根据工程实践的经验,对空冷系统设计气温的选取进行了分析和归纳总结,并提出了优化方案,为电站空冷系统的优化设计提供参考。     

高速永磁电机转子蒸发冷却系统数值模拟

对于大功率高速永磁电机,在高功率密度下转子散热困难,易造成永磁体发生不可逆退磁。为了解决转子的有效冷却问题,采用喷雾式新型蒸发冷却技术,利用相变吸热原理实现空心永磁转子蒸发冷却,基于计算流体力学方法,建立雾滴与空气的传热传质物理模型,对转子喷雾冷却系统进行数值模拟。研究表明,相变传热方式冷却效率高,转子的温度分布均匀,提高了高速永磁电机转子运行的可靠性和稳定性。本文提供的转子蒸发冷却计算方法,为蒸发冷却技术在大功率高速永磁电机转子冷却的应用提供理论依据。     

间接空冷塔内外流动和传热性能的数值模拟研究

利用流体计算软件FLUENT,对自然通风状态下,某电厂2×300MW机组两机一塔的间接空冷塔内外空气的流动和传热性能进行了数值模拟研究。将空冷塔划分为W区、T1区、Tr区和L区,在确定的考核工况基准下,模拟了不同环境气温、不同环境风速对空冷塔各区域通风量和间接空冷散热器散热量的影响。模拟结果显示,当风速高于6m／s时,空冷塔通风量和空冷散热器散热量随着气温的升高而增大,此时高温处于有利状况。同一气温下,随着环境风速的增加,空冷塔通风量和间接空冷散热器散热量减小,W区通风量呈线性增加,T1区、Tr区和L区通风量减小。该结论为间接空冷系统空冷散热器的优化设计提供了参考。     

排管内部强制水冷对地下电缆载流温度场的影响

为了提高地下电缆输电载流量,提出在排管内通入冷却空气或铺设冷却水管2种强制冷却方法,以提高地下电力电缆载流量。建立了在3×3阵列的排管内部直接通入冷却空气和铺设水管（铜管或PPR管）条件下的计算模型,根据IEC 60287标准计算了铜芯绞线损耗、铝护套损耗和绝缘介损,采用有限元方法计算了不同冷却条件下冷却空气和冷却水的雷诺数、努塞尔参数及对流换热系数,模拟了排管内部强制气冷和强制水冷条件下的电缆温度场和最大载流量。计算表明,采用排管内强制冷却可以显著提高电缆载流量,且随着管内空气速度或冷却水流速增大,冷却效果更明显。通过排管内强制冷却,可使电缆最大载流量由1 560 A提高至2 000 A,输电效率提升28%。     

燃气-蒸汽联合循环进气冷却系统技术经济分析

燃气-蒸汽联合循环机组燃气轮机输出功率受环境气温影响明显,对进口空气(进气)进行冷却,可提高输出功率。介绍了一种两种工况交替运行的燃气轮机进气冷却系统:在进气温度高、投用进气冷却工况时,能有效增加燃气轮机输出功率;在进气温度低、投用低压加热器工况时,通过回收烟气余热,增加余热锅炉蒸汽蒸发量,提高汽轮机功率,实现烟气余热的全年回收利用。技术经济分析和初步运行结果表明,该进气冷却系统具有显著的经济效益。     

起重机驱动装置冷却结构设计及温升运行特性分析

起重机用新型驱动装置采用外转子结构,且相对于传统起升机构的一体化程度更高,易造成定子绕组散热困难。有别于传统电机设备的断续工作制,对温升计算提出了新的问题。根据设备特点,设计空心轴风冷的冷却结构。基于流体力学和传热学基本原理,建立流固耦合数学模型。以一台额定功率为90 kW的驱动装置为例,通过计算流体力学软件及其嵌入的自定义函数,依据传统起重机械设计要求的机构工作级别和极限操作工况,进行编程及模拟仿真。将温升计算结果与同等条件下试验数据进行对比,验证计算方法的科学性,并分析冷却机构的合理性,最终结果为后续起重机驱动装置的散热研究提供参考依据。