針對(duì)目前電力電子變流裝置強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱器堵塞程度檢測(cè)方法主要依靠人工定期檢測(cè)且檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確問(wèn)題,提出了一種基于變流裝置現(xiàn)有傳感器的智能化檢測(cè)方法.首先基于熱阻計(jì)算理論對(duì)散熱器熱阻網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)一步優(yōu)化,并對(duì)污垢導(dǎo)致散熱器性能下降的機(jī)理做了理論分析.其次基于功率器件功率損耗計(jì)算理論,建立SVPWM調(diào)制方式下功率模塊的功率損耗算法模型.然后基于英飛凌IPOSIM功率損耗和結(jié)溫在線仿真軟件驗(yàn)證功率損耗計(jì)算模型的準(zhǔn)確性.最后搭建了逆變裝置實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠檢測(cè)散熱器的堵塞程度,檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠,為散熱器堵塞程度的智能檢測(cè)提供可行方案. 

【文章來(lái)源】：北京交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2020年05期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

散熱器熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

污垢導(dǎo)致散熱器散熱性能退化有兩種退化機(jī)理:1) 冷卻流體中的灰塵顆粒粘附在散熱翅片上,降低了散熱性能;2) 退化機(jī)理是散熱器風(fēng)道堵塞,導(dǎo)致流體流量的減少,降低了翅片表面的對(duì)流換熱系數(shù),增大了散熱器等效熱阻,兩種影響方式如圖 2 所示.第1種影響方式如圖2(a)所示,污垢粘附在散熱器散熱翅片上,使得散熱冷卻劑通道變窄,同時(shí)相當(dāng)于一層隔熱層阻礙熱量的散發(fā),熱量的傳遞過(guò)程為散熱翅片-污垢-空氣,散熱器熱阻網(wǎng)絡(luò)有兩部分發(fā)生了變化: 1)熱阻網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)加入污垢的等效熱阻Rfoul,污垢的等效熱阻Rfoul計(jì)算公式與式(2)相似,只是相應(yīng)的傳熱系數(shù)變成了污垢的傳熱系數(shù);2)污垢相對(duì)于散熱器翅片的對(duì)流傳熱系數(shù)hfin和傳熱效率ηfin低幾倍(具體根據(jù)污垢的成分而定),導(dǎo)致散熱翅片到空氣的對(duì)流傳熱熱阻值Rconv發(fā)生變化.

本文提出的散熱器堵塞程度智能檢測(cè)模型的主要思想是利用電力電子變流裝置現(xiàn)有的傳感器設(shè)備采集變流裝置的電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù),通過(guò)建立相應(yīng)的模型算法以實(shí)現(xiàn)散熱器風(fēng)道堵塞程度的智能檢測(cè),方法如圖3所示.如圖 3 所示,首先利用電力電子變流裝置現(xiàn)有的電壓、電流傳感器獲取變流裝置的電壓、電流以及相位信息,然后根據(jù)功率器件的功率損耗算法計(jì)算變流裝置的功率損耗;接著根據(jù)變流裝置現(xiàn)有的溫度傳感器獲取散熱器的溫升量,散熱器溫升等于散熱器溫度減去環(huán)境溫度;然后根據(jù)熱阻的計(jì)算方法計(jì)算散熱器的熱阻;最后根據(jù)散熱器熱阻穩(wěn)態(tài)值與散熱器堵塞程度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系評(píng)估散熱器的堵塞程度.其中熱阻計(jì)算公式如下

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]電力電子器件及其裝置的散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 張健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]雙饋風(fēng)電變流器功率模塊IGBT結(jié)溫波動(dòng)抑制策略研究[D]. 李洋.重慶大學(xué) 2016
[2]大功率光伏逆變器損耗模型的研究[D]. 宋靜文.西南交通大學(xué) 2013



本文編號(hào)：2931699