風(fēng)冷大功率高壓變頻器中的功率單元開發(fā).pdf

1、隨著中國高壓變頻器市場規(guī)模的不斷擴大，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)合增長率高達37％。因此為了增加公司高壓變頻器的競爭力，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，爭取更大的市場份額。所以，研發(fā)新的490A功率單元，擴充現(xiàn)有產(chǎn)品的整機容量，使之能夠達到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、便于后續(xù)機種的開發(fā)為著眼點，采用了一種新型的分體式功率單

2、元設(shè)計方案。使得功率單元的功能模塊化更加細分，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，延長了其使用壽命。但是，這一設(shè)計方案使得功率單元的散熱設(shè)計和疊層母線排的低電感設(shè)計成為了需要解決的難點。
　　在散熱設(shè)計中，本文采用了熱阻計算和熱仿真相結(jié)合的方式，研究了散熱器截面各尺寸對散熱器熱阻的影響，通過優(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。而通過對低電感疊層母排技術(shù)理論的研究，從扁截面層疊導(dǎo)電排的計算公式出發(fā)，通過優(yōu)化母線排的外形尺寸，降低了直流母線排的電感值，有效的減小了絕緣柵雙極型晶體管（IGBT——Insulated Gate Bipolar Transistor）關(guān)斷時的沖擊電流，提升了產(chǎn)品的可靠性。通過試驗可知，溫升試驗結(jié)果與仿真結(jié)果基本相符，且電氣降額試驗也驗證了母線排外形尺寸對雜散電感的影響。因此，對功率單元的熱設(shè)計和疊層母線排設(shè)計都達到