風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，其相關產值從2005年的11億元增至2009年的39億元，年復合增長率高達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。
　　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，這一設計方案使得功率單元的散熱設計和疊層母線排的低電感設計成為了需要解決的難點。
　　在散熱設計中，本文采用了熱阻計算和熱仿真相結合的方式，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、生產成本之間的矛盾。而通過對低電感疊層母排技術理論的研究，從扁截面層疊導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）關斷時的沖擊電流，提升了產品的可靠性。通過試驗可知，溫升試驗結果與仿真結果基本相符，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，對功率單元的熱設計和疊層母線排設計都達到