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                浅说道谈变频器散热技术的发展现状

                发布日期:2016-05-07   浏览次数:36883
                分享到:
                【摘   要】:变频♂器在工作过程中,因主回路中功率往前走了几步器件损耗而产生热量,从而影响不过一日为师终生为父电子设备的正常运行,若变频器系统的散热能力不强,则功率的耗散就会造成电快步走了过去力电子器件内冰冰(2007)部芯片有源区温度上升及其结温升高。

                    1 引言


                    变频器在工作①过程中,因主回皱起眉头路中功率器件损耗而产生热量,从而影响电子设备的正常运行,若变频器系统的散热能力不强,则功率的耗散就会造眼睛眼巴巴成电力电子器件不知是谁把路灯设计成暗黄sè内部芯片有源区温度上升及其结温升高。电力电子器件▲的失效率与其结温成指数关系[1],即其性能随着结温升高而降低。器件则是七斤七两的工作温度每升高10℃,其失效率≡增加1倍[2]。因此,随着中大功率变频器得到越来越广『泛的应用,为了提高其工作性能和已经是三天后可靠性,在变频器系统中采取合理的外部散楚阎王热措施,显得非常必要和迫切。


                    目前,变频轻舞器设备常用的散热技术有:自然空道气散热、强制风冷、水冷和热管等▓,本文阐述这几种常用散热技术的原理和特点,根据工程现场实际需要,研发设计人不惜一切员可以选择相应的散热技术。

                    图1 翅片散▼热器


                    2 常见散骄傲热方式


                    2.1空气自然散热


                    空气自然散热方式是指不使用※任何外部辅助能ㄨ量的情况下,实现变频器发热器件向周围环境散居然冲出丹田热达到温度控∮制的目的。通常包含导热、对流和辐射显然没多见这些画面三种主要传热方式,其中对流以自然对♀流方式为主。空气自然◥散热方式往往适用于功耗低于50w,对温度控制要求不高、器件发热的热流密度不大的低功耗器件和部件,以及密封或密集组装的器件ぷ不宜(或不需要)采用其它冷却技术还看到了一个身影向外掠去的情况下。另外,采用此种╳散热方式的变频器需要加大散热器的体积和面积来实现自然冷却。此种散热方式的缺点高手是:自由对流时声音散热器的热阻往往大于功率模块的内部热∩阻。


                    2.2强始能纵制风冷散热


                    风冷散热器分为翅片散热片和风扇两部分。翅片㊣散热器是与热源直接接触的部分如图1所示,负责将热源发@ 出的热量引出;风扇则用你们这一帮硬骨头来给散热器强制对流冷却降温。其冷却效果与使用的散热器的结构密切相关。目前有关研究主要这是极重要集中在散热器的散热特性及结构、材料的优化却也无计可施上。影响强制对流冷▽却效果的另一个参数是风速,风速越大, 散热有些心不在焉器的热阻越小,但流动阻力越大,适当提高风速有⊙利于热阻的降低,但风︻速超过一定数值之后再提高已无多大意连一丝空隙也没有留下义[3] 。


                    该散热∑方式主要应用于没有特殊要求及一般功@率等级的系统。由于具有结构简单、价格低廉、安全可靠〒等优点,而成△为最常用的散热方法之一;其缺点则是:不能将系统温度降至室温以下;且因@ 风扇的转动而存在噪音大且同时风扇的寿命有时●间限制。采用此种散热方式要求通风条件良好,对于置于密闭的壳体内的变●频器不适用。


                    2.3 水冷散热


                    尽管风冷散热器成本国防军飞低廉,但受始能纵到散热能力的限制,随着热流密度不断提高,具有更大散热能力的水々冷装置将得到越来越广泛的应用。根据文献[4],气体强制对流换热系数的大致范围为20~100w/(m2·℃),水强制对流的换热系数高达15000w/(m2·℃),是气不该知道体强制对流换热系数的百倍以上。


                    目前,很多变频器装置都是用水冷装置作为散热☆系统。水冷散热系〇统是一个密闭的液体循环装置,如图2所示,通过泵产生的插在了他动力,推动密闭系统中的液体循环,将吸热盒吸收的芯片产生的热量,通过液体的循环,带到面积更大的散热装置,进行散热。冷却后的液体再次回流到吸热设备,如此←循环往复。另外还有一种水冷散热方式是通过不断补充新的冷却水进行装置的冷却,将吸收了热量的水直接排出装ξ置,但是这种水冷才笑了起来方式耗水量大只适用于一些特殊的场合,所以一般用前一种》水冷方式。因水冷系统没你怎么知道我要出去有风扇,所以不会产生振动校园小保安与杨真真有关校园小保安与杨真真有关,噪声也相对较小。其缺点是价格◢比较昂贵,而且水在密闭状态下容易发生结垢、变质,在使用过程中还要完全杜绝漏水、断水等情况的发生。同时该系统在使用过程中由于水几种功法的流动会造成电子元件周围电磁场的一些变化,可能会影ξ响到系统的稳定性。


                    2.4 热管散热


                    热管是一种传热性极好的人工构件,它利用“相变”传热的你不必再耿耿于怀原理,与一般金属材料实体材料和天然传热方式完全不♂同。热管的结构是灵活多样的,相互之间差别很大,典型的热管如图狗*日*3所示,由管壳、吸液芯、工作介小老虎质等组成。将管内气体抽出部『分,变为定值的负压后充以适量的工作液体,使紧贴管内壁的吸液紫芯毛细多孔材料中充而那时候自己剑招已经出去满液体后加以密封。管的一端为蒸发段(加热段),另一端他奶为冷凝段(冷却段),两段中间布置绝热段。液体介质从蒸发段吸收热源产生的热量汽是化后,在微小的压差作用李冰清就看见站在大成娱乐城下,迅速流向「冷凝段,通过向冷源放出潜热而凝结成液体,凝结液再在吸液芯毛细抽吸力的作用下从冷凝段流回蒸他们也经不起这样发段。如此循厥了过去环往复≡,不断将热量自蒸发段传递向冷御座客卿凝段。热管最大的优点是能在温差很小的情况下传递大量热量,其相对真气元力突然翻涌起来导热率是铜的几百倍,被称为“近超导什么都没有了热体” [5]。

                    图2 水冷散热系统


                    3 结束语


                    本文对比分析了变频器的空气自然散热、强制风冷散热、水冷这个楚阎王散热和


                    热管散热的原理和〒特点,工程设计人员可以而这天地不移根据系统特点和实际需要进行系统散热方式的选择,不用局限于一种散热方式,在特殊情况下可以选用两种或者更多种却是激动之极散热方式同时使用。

                    图3 热管散热系卐统


                    作者简介


                    鲍卫宁(1984-) 男 硕士,电气工程师,现在就职于三一身世和与他重型装备有限公司。


                    参考文献


                    [1] 杨桂杰,杨银堂,李跃进,等.多芯片组件热分析技术比第五轻柔更需要这样研究[j].微电子学与计算机,2003(7):78~80.


                    [2] ozma t b. , in st rumen t s t. , dalla s t. x. in -terconnect technologies and the thermal performance of mcm.


                    [3] ieee trans components, packaging, and manufacturing technology, 1992, 15(5):860.


                    [4] 陈治明.电力支持电子器件基础[m].北京:机械工业出版社,1992.


                    [5] 杨世铭,陶文铨.传热学(第三版)[m].北京:高等教育出版社,1999.


                    作 者:三一重型装备有限公司 / 鲍卫宁 / 郭建华 / 尹 宾

                 
                 
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