了解大功率高压变频器的散热原理介绍

随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。

在大型电力电子设备中，随着温度的增加，失效率也增加，因此大功率高压变频器功率器件的热设计直接关系到设备的可靠性与稳定性。大功率高压变频器往往要求有极高的可靠性，影响电力电子设备失效的主要形式是热失效，据统计，50%以上的电子热失效主要是由于温度超过额定值引起的。

从结构设计上来说散热技术是保证设备正常运行的关键环节。高压变频器设备功率大，一般为MW级，在正常工作时，会产生大量的热量。为保证设备的正常工作，把大量的热量散发出去，优化散热与通风方案，进行合理的设计与计算，实现设备的高效散热，对于提高设备的可靠性是十分必要的。散热设计注意事项：

(1)选用耐热性和热稳定性好的元器件和材料，以提高其允许的工作温度；

(2)减小设备(器件)内部的发热量。为此，应多选用微功耗器件，如低耗损型IGBT,并在电路设计中尽量减少发热元器件的数量，同时要优化器件的开关频率以减少发热量；

(3)采用适当的散热方式和用适当的冷却方法，降低环境温度，加快散热速度。风道设计：串联风道是由每个功率模块的散热器上下相对，形成上下对应的风道，其特点由上下多个功率单元形成串联的通路，结构简单，风道垂直使得风阻小；但由于空气从下到上存在依次加热的问题，造成上面的功率单元环境温差小，散热效果差。并联风道中从每个功率单元的前面进风，对应的进风口并联排列，在后面的风仓中汇总后由风机抽出，同时整个功率柜一般采用冗余的方法，有多个风机并联运行，整体散热效果好，并提高了设备的可靠性。

但柜体后面要形成风仓，增大了设备的体积，同时由于各个功率单元后端到风机的距离不同，使得每个功率单元的风流量不一致，是设计的难点。根据串联风道和并联风道的特点，高压变频器选择并联风道设计，并形成了独有的结构专利技术。

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