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关于矿用防爆变频器的散热问题

2021-09-10 13:20:46

由于矿用防爆变频器的所有部件都安装在防爆腔内,空气无法流动,散热问题成为变频器需要解决的关键问题。

变频器内部,逆变模块是最热的加热装置,约占整个变频器散热量的一半;整流模块还产生大量热量,约占整个变频器的45%;剩下的5%是由印制板上的电解电容器、充电电阻器、均压电阻器和加热元件产生的热量。热管是一种具有优良传热性能的人工构件。它采用“相变”传热原理,与铜、铝等固体材料和自然传热方式完全不同。其有效导热系数是铜和铝等有色金属的数百倍。常用的热管由三部分组成:主体为封闭的金属管,带有少量工质和毛细管结构,必须排除管内空气等杂物。

热管工作时采用了三种物理原理;(1) 在真空状态下,液体的沸点降低;(2) 同一物质的蒸发潜热远高于显热;(3) 多孔毛细结构对液体的抽吸可以使液体流动。靠近热源部分(蒸发部分)的液体吸收热量并蒸发,蒸汽携带蒸发潜热通过腔体流向另一部分(冷凝部分)。蒸汽体通过管壁与外部冷介质换热完成传热任务,凝结成液体,通过毛细结构或重力吸力流回蒸发段进入下一个工作循环。热管散热器是利用热管技术对散热器进行改进而研制的新产品。对于双面散热的离散型电力电子器件,风冷全铜或全铝散热器的热阻仅能达到0.04℃/W,该热管散热器的热阻达到0.01℃/W,在自然对流冷却条件下,热管散热器的性能比固体散热器高10倍以上。热管散热器可采用自冷方式,无风扇,无噪音,免维护,安全可靠。防爆逆变器采用了一种新的散热技术——热管散热技术。对于变频器的结构布局,我们将主电路设计为一个大型单元,并将其安装在矩形防爆腔的后壁上。后壁通过散热器与IGBT模块、整流器模块和其他加热元件连接。防爆壳体外壁焊接有凹槽散热器,多余的散热器通过热管与凹槽散热器连接。变频器内部产生的热量通过防爆室后壁余热管的槽式散热器散发。


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