介绍了一种在实际工程中比较实用且快速理论计算风电变流器IGBT模块损耗的可行性方法。由计算得到的IGBT模块损耗值,通过建立散热系统热阻模型,求得散热器的热阻值,并选取合适的散热器。通过Icepak软件对所建模型进行散热性能仿真分析,得到散热器温度分布云图。最终,将仿真结果与试验数据进行对比,证明所设计的散热系统符合工程实际要求。 电器与能效管理技术(2018No．2)·分布式电源及并网技术·图1散热器热量传输路径图2变流器两并联模块的等效热阻2MW双馈型风电变流器，逆变侧电流为780A，直流侧电压1050V，IGBT开关频率为2．3kHz，本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com  最大结温为150℃。通过上述计算和查阅IGBT模块手册可知，变流器散热性能研究-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港滚圆机滚弧机装置工作过程中最大功率损耗为3352W，Ｒjc为0．024K/W，为降低热阻需要在IGBT与散热器表面之间涂抹导热硅脂，故Ｒcs取0．075K/W。代入式(6)，得Ｒsa≤0．031K/W，由求得热阻值，选取散热器的结构参数如表1所示［8］。表1散热器结构参数基板长/mm肋片长/mm宽/mm基板厚/mm齿厚/mm齿数36060215154．7232．2散热系统设计综合考虑风电变流器装置整体结构设计和特殊安装要求，通常采用密闭风道设计对风电变流器机侧的A、B、C三相IGBT模块进行集中散热，如图3所示。所设计的变流器散热系统结构示意图如图4所示。通过背面的大功率离心风机由内向外进行抽风式散热，外界空气直接冲击散热器表面形成紊流区域，散热性能较好。对于强迫风冷散热器设计过程中，通过改变散热器高度、厚度、翅片密度，基板厚度等方法来降低散热器热阻的过程，国内很多学者已进行较为成熟的研究，如文献［9］所研究的散热器几何参数对散热性能影响等，在此不再赘述。图3散热系统设计方案图4散热系统结构图3热仿真分析系统采用强迫风冷散热设计，环境温度设置为25℃，散热器为铝合金材质，风机选流量为1700m3/h的离心风机，将热源贴在散热器基板上，通过Icepak软件进行仿真。散热器表面温度、X－Y切面温度分布分别如图5和图6所示。图5散热器表面温度分布图6散热器X-Y切面温度分布由图5可知，在IGBT的最大功耗下，散热器—58—变流器散热性能研究-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港滚圆机滚弧机本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com