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關于礦用防爆變頻器的散熱問題

2021-09-10 13:20:46

由于礦用防爆變頻器的所有部件都安裝在防爆腔內,空氣無法流動,散熱問題成為變頻器需要解決的關鍵問題。

變頻器內部,逆變模塊是最熱的加熱裝置,約占整個變頻器散熱量的一半;整流模塊還產生大量熱量,約占整個變頻器的45%;剩下的5%是由印制板上的電解電容器、充電電阻器、均壓電阻器和加熱元件產生的熱量。熱管是一種具有優良傳熱性能的人工構件。它采用“相變”傳熱原理,與銅、鋁等固體材料和自然傳熱方式完全不同。其有效導熱系數是銅和鋁等有色金屬的數百倍。常用的熱管由三部分組成:主體為封閉的金屬管,帶有少量工質和毛細管結構,必須排除管內空氣等雜物。

熱管工作時采用了三種物理原理;(1) 在真空狀態下,液體的沸點降低;(2) 同一物質的蒸發潛熱遠高于顯熱;(3) 多孔毛細結構對液體的抽吸可以使液體流動??拷鼰嵩床糠郑ㄕ舭l部分)的液體吸收熱量并蒸發,蒸汽攜帶蒸發潛熱通過腔體流向另一部分(冷凝部分)。蒸汽體通過管壁與外部冷介質換熱完成傳熱任務,凝結成液體,通過毛細結構或重力吸力流回蒸發段進入下一個工作循環。熱管散熱器是利用熱管技術對散熱器進行改進而研制的新產品。對于雙面散熱的離散型電力電子器件,風冷全銅或全鋁散熱器的熱阻僅能達到0.04℃/W,該熱管散熱器的熱阻達到0.01℃/W,在自然對流冷卻條件下,熱管散熱器的性能比固體散熱器高10倍以上。熱管散熱器可采用自冷方式,無風扇,無噪音,免維護,安全可靠。防爆逆變器采用了一種新的散熱技術——熱管散熱技術。對于變頻器的結構布局,我們將主電路設計為一個大型單元,并將其安裝在矩形防爆腔的后壁上。后壁通過散熱器與IGBT模塊、整流器模塊和其他加熱元件連接。防爆殼體外壁焊接有凹槽散熱器,多余的散熱器通過熱管與凹槽散熱器連接。變頻器內部產生的熱量通過防爆室后壁余熱管的槽式散熱器散發。


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