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文轩电器

光伏逆变器散热方案Photovoltaic Inverter Cooling Solution

  逆变器又称电源调整器,把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变,把完成逆变功能的电路称为逆变电路,把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。在太阳能发电系统中,逆变器效率的高低是决定太阳能电池容量和蓄电池容量大小的重要因素。光伏逆变器发生故障将会导致光伏系统停机,直接带来发电量的损失,所以高可靠性是光伏逆变器的重要技术指标。
  光伏逆变器良好的散热是保证其高可靠性运行的重要条件,因此在逆变器的设计之初就进行散热仿真测试,成为了光伏逆变器厂家首先要考虑的问题。文轩热能是国内专业的大功率散热厂拥有一流的热设计开发团队,具备可靠的热仿真、热测试能力,与国内外多家光伏逆变器厂家进行了逆变器的散热技术合作,为其提供专业的散热技术服务支持。
仿真模型及参数示意图(一):
环境温度:55⁰C,电抗器热耗:700W。
 
假设系统阻抗80Pa,修正单体通过散热器风机曲线图如下:
仿真模型及参数示意图(二):




上左图为英飞凌内部结构图及发热元件示意图
Diode:59W; IGBT:124.5W; Total:1100WW;
假设导热介质为:0.15mm厚,K=3W/m*K。
 
散热器设计方案之仿真模型示意图及参数:
散热器参数:
尺寸:W236*L200*H304mm
Fin :
厚:0.6mm
齿间距:3.0mm
齿数量:77fins
热管参数:
D8烧结管或纤维管;
使用24pcs U型热管(一层布局)和48pcs L型热管(两层布局);
采用4258低温锡膏进行焊接;
基板:AL板+ 铜板(IGBT热源区)
一层热管比起二层热管,更低成本同时更高的散热效能。
 
模块中截面压力扩散程度仿真示意图:
模块中截面速度扩散程度仿真示意图:
 
模块中截面温度扩散程度仿真示意图:
顶层热管温度扩散程度仿真示意图:

(热管两端温差5.7度,符合实际热管标准。)

 
底层热管温度扩散程度仿真示意图:

(热管两端温差9⁰C,比实际略高,热管实际性能会比分析设定要好。)

散热器底部热管温度扩散程度仿真示意图:
 

(散热器实际进风温度~57.1⁰C,散热器底板最高温度85.1⁰C,理论分析温升28⁰C)

 
NTC模块温度扩散程度仿真示意图:
风扇作用点示意图:
 

(热管两端温差9⁰C,比实际略高,热管实际性能会比分析设定要好。)

光伏逆变器散热方案仿真数据汇总:

Solution

Ta

Power

H.S
Tb max

H.S
DT

NTC1

NTC2

NTC3

Fan
working point

Al base+
copper block

55

IGBT/3pcs
1100W/each
Reactor
700W

85.1

28

87.6

88.1

87.5

1127.5
m^3/Hr
215Pa

假设系统进风温度55⁰C,进过电抗后风温为57.1⁰C,假设使用导热介质0.15mm,K=3W/m*K)

文轩散热心声:信誉和口碑远远比业绩更重要

文轩散热心声:信誉和口碑远远比业绩更重要

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