بحث عن أداء تبديد الحرارة لمحول طاقة الرياح IGBT

       محولات طاقة الرياح معرضة لظواهر درجات الحرارة العالية والمنخفضة للغاية، ومساحة التركيب محدودة للغاية. أصبحت كيفية تبديد الحرارة لوحدات IGBT عالية التردد والتيار العالي في مساحة محدودة هي المفتاح لتصميم تبديد الحرارة لمحولات طاقة الرياح. في الوقت الحاضر، تتضمن طرق تبديد الحرارة المطبقة على وحدات IGBT لمحولات طاقة الرياح بشكل أساسي تبريد الهواء القسري وتبريد الماء. من أجل جعل وحدة IGBT تعمل بشكل طبيعي، يجب أن تكون مصممة لتبديد الحرارة لضمان أن درجة حرارة التشغيل لوحدة IGBT ضمن درجة حرارة الوصلة القصوى المسموح بها.
بهدف تلبية متطلبات تبديد الحرارة لوحدات IGBT باستخدام تبريد الهواء القسري، تم تقديم طريقة عملية لحساب الخسارة. يتم استبدال نتائج حساب خسارة IGBT في ظل ظروف عمل مختلفة في برنامج flotherm، ويتم استخدام نماذج المحاكاة الحرارية للمشعات العادية ومشعات الأنابيب الحرارية للاثنين. تم إجراء المحاكاة والتحليل المقارن للمشعات المختلفة. بعد ذلك، يتم حساب أداء تبديد الحرارة للمشعاعين الخاصين بمنتج المحول من خلال شبكة المقاومة الحرارية المكافئة لوحدتين متوازيتين. باستبدال القيمة المذكورة أعلاه في الصيغة (6)، يتم الحصول على K/W. بناءً على المقاومة الحرارية المحسوبة للرادياتير، حدد الرادياتير المناسب.
يتضمن شكل المشتتات الحرارية عمومًا المبرد العادي والمبدد الحراري المبرد بالماء والمشتت الحراري للأنابيب الحرارية. تقوم قناة الهواء لجانب آلة المحول أو جانب الشبكة A، B، C بوحدات IGBT ثلاثية الطور بتبديد الحرارة مركزيًا. بالنسبة لتصميمات المبدد الحراري الذي يعمل بالهواء القسري، هناك عدة طرق لتقليل المقاومة الحرارية للمشتت الحراري. لقد درس العديد من العلماء في الصين تأثير المعلمات مثل ارتفاع زعانف المبرد وسمكها وكثافتها على المقاومة الحرارية للمشعات، ولن يكرروها هنا. هناك طريقة أخرى شائعة الاستخدام في الهندسة لتحسين قدرة المبرد على تبديد الحرارة بشكل كبير وهي تضمين أنابيب الحرارة في ركيزة المبرد، لكن المشكلة تكمن في زيادة التكلفة. هنا، كلا جانب الآلة وجانب الشبكة للمحول يعتمدان طريقة SVPWM. في التجربة، يتم استخدام NTC الداخلي المتكامل لجمع بيانات ارتفاع درجة الحرارة للوحدة، ويمكن حساب درجة حرارة الوصلة بالصيغة التالية: من البيانات التجريبية للمشعاع، يمكن ملاحظة أنه عندما يكون التيار صغيرًا ، إجمالي استهلاك الطاقة صغير، والفرق في أداء تبديد الحرارة بين المشعاعين ليس كبيرًا. عند 450 أمبير، يختلف ارتفاع درجة الحرارة لوحدة IGBT بنحو 10 أقدام.

تم إجراء تحليل المحاكاة بشرط أن تكون سرعة الرياح عند مدخل الهواء للوحدة 7 م / ث، وتيار الوحدة من 100 أمبير إلى 500 أمبير. يوضح الجدول 1 بيانات المقارنة لدرجة حرارة الوصلة للرقاقة التجريبية لمشعاع أنبوب الحرارة ودرجة حرارة الوصلة للرقاقة المحاكاة. ويمكن ملاحظة أن البيانات التجريبية تتفق جيدًا مع نتائج المحاكاة، ويمكن لبرنامج المحاكاة محاكاة درجة حرارة الوصلة للرقاقة بدقة.
b هي مقارنة نتائج محاكاة درجة حرارة تقاطع الشريحة في ظل ظروف سرعة الرياح المتغيرة تحت نفس الوحدة الحالية ونفس خسارة الوحدة. ويمكن ملاحظة أنه مع زيادة سرعة الرياح، تنخفض درجة حرارة تقاطع الشريحة. في ظل الظروف الحالية العالية، كلما زادت سرعة الرياح، كلما زاد انخفاض درجة حرارة الشريحة بشكل كبير.
تحليل بيانات المحاكاة الحالي / A درجة حرارة تقاطع الرقاقة التجريبية / t خطأ إعادة درجة حرارة تقاطع الرقاقة المحاكاة / (أ) ارتفاع درجة حرارة الوحدة تجربة تجريبية وشكل موجة المحاكاة 5 الاستنتاجات يتم تقديم طريقة عملية لحساب فقدان وحدة IGBT هنا لطريقة محولات طاقة الرياح، و استيراد نتائج حساب الخسارة إلى برنامج Flothem. من خلال مقارنة تحليل المحاكاة وبيانات الاختبار التجريبي، تمت مقارنة وتحليل الفرق في أداء تبديد الحرارة للمشععين، وتم التحقق من صحة الحساب النظري ونموذج المحاكاة. في الوقت نفسه، يتم تقديم منحنى محاكاة أداء تبديد الحرارة للمشعاع في حالة حجم الهواء المتغير، والذي يوفر مرجعًا مهمًا لاختيار مشعاع IGBT لمحول طاقة الرياح.