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文軒電器

光伏逆變器散熱方案Photovoltaic Inverter Cooling Solution

  逆變器又稱電源調整器,把將直流電能變換成交流電能的過程稱為逆變,把完成逆變功能的電路稱為逆變電路,把實現逆變過程的裝置稱為逆變設備或逆變器。在太陽能發電系統中,逆變器效率的高低是決定太陽能電池容量和蓄電池容量大小的重要因素。光伏逆變器發生故障將會導致光伏系統停機,直接帶來發電量的損失,所以高可靠性是光伏逆變器的重要技術指標。
  光伏逆變器良好的散熱是保證其高可靠性運行的重要條件,因此在逆變器的設計之初就進行散熱仿真測試,成為了光伏逆變器廠家首先要考慮的問題。文軒熱能是國內專業的大功率散熱廠擁有一流的熱設計開發團隊,具備可靠的熱仿真、熱測試能力,與國內外多家光伏逆變器廠家進行了逆變器的散熱技術合作,為其提供專業的散熱技術服務支持。
仿真模型及參數示意圖(一):
環境溫度:55?C,電抗器熱耗:700W。
 
假設系統阻抗80Pa,修正單體通過散熱器風機曲線圖如下:
仿真模型及參數示意圖(二):




上左圖為英飛凌內部結構圖及發熱元件示意圖
Diode:59W; IGBT:124.5W; Total:1100WW;
假設導熱介質為:0.15mm厚,K=3W/m*K。
 
散熱器設計方案之仿真模型示意圖及參數:
散熱器參數:
尺寸:W236*L200*H304mm
Fin :
厚:0.6mm
齒間距:3.0mm
齒數量:77fins
熱管參數:
D8燒結管或纖維管;
使用24pcs U型熱管(一層布局)和48pcs L型熱管(兩層布局);
采用4258低溫錫膏進行焊接;
基板:AL板+ 銅板(IGBT熱源區)
一層熱管比起二層熱管,更低成本同時更高的散熱效能。
 
模塊中截面壓力擴散程度仿真示意圖:
模塊中截面速度擴散程度仿真示意圖:
 
模塊中截面溫度擴散程度仿真示意圖:
頂層熱管溫度擴散程度仿真示意圖:

(熱管兩端溫差5.7度,符合實際熱管標準。)

 
底層熱管溫度擴散程度仿真示意圖:

(熱管兩端溫差9?C,比實際略高,熱管實際性能會比分析設定要好。)

散熱器底部熱管溫度擴散程度仿真示意圖:
 

(散熱器實際進風溫度~57.1?C,散熱器底板最高溫度85.1?C,理論分析溫升28?C)

 
NTC模塊溫度擴散程度仿真示意圖:
風扇作用點示意圖:
 

(熱管兩端溫差9?C,比實際略高,熱管實際性能會比分析設定要好。)

光伏逆變器散熱方案仿真數據匯總:

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

假設系統進風溫度55?C,進過電抗后風溫為57.1?C,假設使用導熱介質0.15mm,K=3W/m*K)

文軒散熱心聲:信譽和口碑遠遠比業績更重要

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