摘要
为了提高产品竞争力，满足市场需要，所有高压变频器厂家都在努力减小产品尺寸。这一方面节省了产品的材料成本和客户的安装空间，另一方面带来的是产品功率密度的增加。这直接导致产品对散热性能的要求更高。如何通过合理的散热设计来防止变频器功率器件的过热是所有厂家需要研究的课题。散热设计作为变频器设计中的重要一部分，关系着设备能否在正常工作中达到理想散热效果，对产品可靠性及寿命有着重要的影响。本文研究的主题是上海新时达电气股份有限公司研发的12MW超大功率高压变频器，主要对变频器进行散热研究，包括以下内容: 1.介绍高压变频器的研究背景和意义，简述级联式高压变频器系统的电路结构原理。对变频器中主要发热元件的工作原理及热功耗产生的原因进行分析，并借助软件模拟计算IGBT及整流桥模块的功率损耗。 2.分析热管的构造及工作机理，提出功率单元的热管散热方案。同时借助热仿真工具ANSYS Icepak对功率单元的热管散热方案展开数值分析，保证功率器件的结温低于最大允许结温。 3.通过对风道结构、冷却方式、风机参数等研究分析，提出采用强制风冷对热管散热器翅片进行散热。计算得到系统所需风量，进而对风机进行选型，完成整机散热方案设计。 4.以上述功率单元和整机结构设计为基础，进一步对热管单元的温升及整机的系统风量进行分析。最后，对比试验结果和仿真数据，证明仿真和实测结果基本一致，验证了仿真的可靠性。
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