直流融冰裝置運(yùn)行時(shí),晶閘管會(huì)產(chǎn)生大量的熱,影響裝置的可靠性。此處針對(duì)某型號(hào)直流融冰裝置的冷卻需求,分析了冷卻系統(tǒng)中單只散熱器熱阻及流阻性能的仿真與測試偏差,風(fēng)阻偏差在7%之內(nèi),熱阻偏差在7.5%之內(nèi);運(yùn)用計(jì)算機(jī)流體力學(xué)（CFD）仿真計(jì)算及試驗(yàn)相結(jié)合的方法,得出距離風(fēng)機(jī)越近,散熱器的進(jìn)風(fēng)風(fēng)速偏差率越低,冷卻系統(tǒng)中散熱器進(jìn)風(fēng)平均風(fēng)速仿真值相較于測試值的偏差率小于9%,評(píng)估出該仿真方法的準(zhǔn)確度,為后續(xù)類似風(fēng)冷冷卻系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)提供借鑒。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【圖文】：

圖１冷卻系統(tǒng)示意圖??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??

于等于８５弋。??由圖４可知，冷卻空氣從散熱器翅片間流過，??流場分布均勻，風(fēng)冷散熱器的最高溫度分布在晶??閘管發(fā)熱的中心區(qū)域。??統(tǒng)內(nèi)部形成強(qiáng)迫對(duì)流，外部冷空氣流經(jīng)風(fēng)冷散熱??器翅片時(shí)發(fā)生對(duì)流換熱，帶走晶閘管通過熱傳導(dǎo)??傳遞給風(fēng)冷散熱器的熱量后，熱空氣匯入中間風(fēng)??道，由頂部離心風(fēng)機(jī)排向外界環(huán)境。??３器件級(jí)傳熱分析??３．１?理論分析??晶閘管管芯工作過程中產(chǎn)生的熱量主要通過??熱傳導(dǎo)的方式經(jīng)過管殼傳至散熱器，然后通過強(qiáng)??迫對(duì)流的方式與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換｜４＋，見圖２。??晶Ｗ＊?ｚｔ充??環(huán)境Ｉ?１?Ｉ?＾－管芯??導(dǎo)熱脂??敗熱器一ｂ＊??ａｉｉ—ｌＤｉｎｊｉＭｉｎｉ？??圖２晶閘管散熱等效模型??Ｆｉｇ．?２?Ｃｏｏｌｉｎｇ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ??整個(gè)熱傳遞過程中，熱阻主要分為３個(gè)部分：??晶閘管管芯與管殼之間的結(jié)殼熱阻，管殼與散??熱器之間的接觸熱阻散熱器與外界環(huán)境之間??的散熱器熱阻／＾，單位均為將整個(gè)傳熱??系統(tǒng)簡化并等效為如圖３所示的電路模型。??????ｕ．＊?Ｋｊｃ?丨?＾ｃｈ?Ｒｈ．?Ｉ??？?Ｏ?Ｏ—＊?□?？?ＣＤ?—Ｏ??７］?熱傳＃?ｒｃ?熱傳導(dǎo)?７；?強(qiáng)迫對(duì)流７；??圖３晶閘管熱阻等效電路圖??Ｆｉｇ．?３?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ??即整個(gè)傳熱過程總熱阻為：??Ｒ＝Ｒｉｃ＋ＲＡ＋Ｒｔｍ?（１）??散熱器熱阻是散熱器散出半導(dǎo)體器件管芯熱??量的能力的量度，其值定義為：在熱平衡時(shí)，散熱??器臺(tái)面

通過強(qiáng)??迫對(duì)流的方式與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換｜４＋，見圖２。??晶Ｗ＊?ｚｔ充??環(huán)境Ｉ?１?Ｉ?＾－管芯??導(dǎo)熱脂??敗熱器一ｂ＊??ａｉｉ—ｌＤｉｎｊｉＭｉｎｉ？??圖２晶閘管散熱等效模型??Ｆｉｇ．?２?Ｃｏｏｌｉｎｇ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ??整個(gè)熱傳遞過程中，熱阻主要分為３個(gè)部分：??晶閘管管芯與管殼之間的結(jié)殼熱阻，管殼與散??熱器之間的接觸熱阻散熱器與外界環(huán)境之間??的散熱器熱阻／＾，單位均為將整個(gè)傳熱??系統(tǒng)簡化并等效為如圖３所示的電路模型。??????ｕ．＊?Ｋｊｃ?丨?＾ｃｈ?Ｒｈ．?Ｉ??？?Ｏ?Ｏ—＊?□?？?ＣＤ?—Ｏ??７］?熱傳＃?ｒｃ?熱傳導(dǎo)?７；?強(qiáng)迫對(duì)流７；??圖３晶閘管熱阻等效電路圖??Ｆｉｇ．?３?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ??即整個(gè)傳熱過程總熱阻為：??Ｒ＝Ｒｉｃ＋ＲＡ＋Ｒｔｍ?（１）??散熱器熱阻是散熱器散出半導(dǎo)體器件管芯熱??量的能力的量度，其值定義為：在熱平衡時(shí)，散熱??器臺(tái)面上規(guī)定點(diǎn)溫度對(duì)冷卻介質(zhì)規(guī)定點(diǎn)溫度之差??與產(chǎn)生這兩點(diǎn)溫度差的耗散功率之比，即：??Ｒ＞．＝（Ｔｋ－Ｔ．）／Ｐ?（２）??式中：ｐ為測試熱阻的加熱電流產(chǎn)生的功率；ｒｈ為散熱器??臺(tái)面上規(guī)定點(diǎn)的溫度；ｒ，為冷卻介質(zhì)進(jìn)口規(guī)定點(diǎn)溫度。??對(duì)于雙側(cè)散熱器的平板型散熱器的上表面或??下表面的分熱阻，可用式（２）計(jì)算得到。此時(shí)，平??板型散熱器的熱阻應(yīng)由其兩個(gè)分熱阻的并聯(lián)按??式（３）計(jì)算得出：??＾ｈａ＝＾ｈａｒＲ?ｈａ〇／?（?＾?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]直流融冰裝置主參數(shù)設(shè)計(jì)與仿真[J]. 全曉方,王靚,劉彬,李海生.  電工技術(shù). 2019(09)
[2]大容量直流融冰兼網(wǎng)省協(xié)調(diào)無功補(bǔ)償裝置的集成與應(yīng)用[J]. 陳忠,季坤,羅沙,張俊杰,程登峰,操松元.  電測與儀表. 2018(20)
[3]特高壓換流閥冷卻系統(tǒng)配水仿真及試驗(yàn)研究[J]. 樊陽文,惲強(qiáng)龍,張廣泰,張輝亮.  電力電子技術(shù). 2017(10)
[4]特高壓換流閥用水冷散熱器熱阻測試方法研究[J]. 馬元社,茍銳鋒,劉寧,婁彥濤,楊曉平,姚舒,李亮.  高壓電器. 2017(07)
[5]基于強(qiáng)迫風(fēng)冷的風(fēng)道特性測試技術(shù)研究[J]. 張慶軍,李麗丹,何釗.  中國測試. 2017(01)
[6]基于Icepak的SVG設(shè)備流體通風(fēng)仿真分析[J]. 薄曉坤,任濤,羅仁俊,楊鳴遠(yuǎn),吳莉莉,周方圓.  電力電容器與無功補(bǔ)償. 2016(02)
[7]直流換流閥晶閘管熱阻抗端口特性分析與建模[J]. 楊俊,查鯤鵬,高沖,王高勇,湯廣福.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[8]大容量直流融冰兼靜止無功補(bǔ)償裝置的研制與應(yīng)用[J]. 張翔,丁勇,朱炳坤,陳松林,張輝亮,李建春.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2012(20)



本文編號(hào)：3579173