風(fēng)冷大功率高壓變頻器中的功率單元開(kāi)發(fā).pdf

1、隨著中國(guó)高壓變頻器市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其相關(guān)產(chǎn)值從2005年的11億元增至2009年的39億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)37％。因此為了增加公司高壓變頻器的競(jìng)爭(zhēng)力，公司急需研發(fā)更大容量的高壓變頻器，以完善公司的產(chǎn)品體系，爭(zhēng)取更大的市場(chǎng)份額。所以，研發(fā)新的490A功率單元，擴(kuò)充現(xiàn)有產(chǎn)品的整機(jī)容量，使之能夠達(dá)到10kV/6800kW的水平成了此次研究的目標(biāo)。
　　本文以功率單元易于維護(hù)、便于后續(xù)機(jī)種的開(kāi)發(fā)為著眼點(diǎn)，采用了一種新型的分體式功率單

2、元設(shè)計(jì)方案。使得功率單元的功能模塊化更加細(xì)分，從而有效的分散了單元的重量，降低了電解電容部分的環(huán)境溫度，延長(zhǎng)了其使用壽命。但是，這一設(shè)計(jì)方案使得功率單元的散熱設(shè)計(jì)和疊層母線(xiàn)排的低電感設(shè)計(jì)成為了需要解決的難點(diǎn)。
　　在散熱設(shè)計(jì)中，本文采用了熱阻計(jì)算和熱仿真相結(jié)合的方式，研究了散熱器截面各尺寸對(duì)散熱器熱阻的影響，通過(guò)優(yōu)化功率單元所用散熱器的截面尺寸，使得在散熱器熱阻增大7.23%的情況下散熱器肋片體積減小了39.7%，兼顧了散熱性能和

3、生產(chǎn)成本之間的矛盾。而通過(guò)對(duì)低電感疊層母排技術(shù)理論的研究，從扁截面層疊導(dǎo)電排的計(jì)算公式出發(fā)，通過(guò)優(yōu)化母線(xiàn)排的外形尺寸，降低了直流母線(xiàn)排的電感值，有效的減小了絕緣柵雙極型晶體管（IGBT——Insulated Gate Bipolar Transistor）關(guān)斷時(shí)的沖擊電流，提升了產(chǎn)品的可靠性。通過(guò)試驗(yàn)可知，溫升試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果基本相符，且電氣降額試驗(yàn)也驗(yàn)證了母線(xiàn)排外形尺寸對(duì)雜散電感的影響。因此，對(duì)功率單元的熱設(shè)計(jì)和疊層母線(xiàn)排設(shè)計(jì)都達(dá)到