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电能冷却技术介绍
双击自动滚屏 发布者: admin 发布时间:2011/11/25 21:44:18 阅读:216次 【字体:

            电能冷却技术介绍
   在电能转换、传输及使用过程中,如高压直流输电换流阀、风力发电变流器、柔性交流输配电晶闸管阀、电气传动变频器、电机等电气设备工作时会产生大量的耗散热,造成电气设备温度的升高,超过一定温度后将导致工作效率、寿命的降低和故障率的显著升高。因此,选择适当的冷却方式并进行合理的设计,是使电力电子装置的性能得到充分发挥及提高其可靠性的关键环节之一。
   目前电气设备冷却技术主要包括传统风冷、油冷、热管和水冷等,随着电能转换及传输大功率化和效率提升的要求,纯水冷却技术得到迅速推广。
1、主要冷却技术简介
(1)风冷技术
   风冷是指电气设备运行时产生的热量,依靠风机强迫空气对流散热的冷却方式。风冷主要应用于设备额定功率较小的电气设备,散热效率是自然冷却的2至4倍。风冷的优点为实现方式简单,成本低,方便可靠;风冷一般噪声较大,不方便维修,易受灰尘的干扰,且受环境温度的制约,无法满足大功率密度电气设备冷却要求。
(2)热管冷却
   热管是由密封管、吸液芯和蒸汽通道组成密闭封焊的蒸发冷却器件。热管冷却液在热端吸热蒸发,经蒸气通道流向冷凝段,冷凝液体借助管内的毛细吸液芯所产生的毛细力回到加热段继续吸热蒸发,通过反复循环使热量从热端传输到冷端。热管冷却效率高且节能, 但由于冷热端温差小及散热面积小,如应用于大功率密度电气设备,需要在冷端增加风机加强对流或通过空调降低环境温度,体积大,故热管冷却不适合大功率密度电气设备的冷却。
(3)水冷技术
   水冷是指电气设备运行产生的热量,通过流经电气设备的水带走,实现其冷却的方式。
   当前水冷技术分为敞开式循环水冷和密闭式循环水冷两大类。
   敞开式循环水冷,即利用喷淋、鼓风等方式,把热量散发到空气中去。采用敞开式结构,需不断添加化学药剂以避免微生物滋生和结垢,水质盐度过高需排放,会对环境造成一定污染;同时由于水的不断蒸发,须不间断补给水。
   密闭式循环水冷系当前主流的水冷技术,其工作时循环泵经过加压,使冷却水沿主回路流过电力电子模块所连接的散热器,在散热器内腔与功率模块进行热交换,将热量带走,进入换热装置进行循环。由于循环水不与大气直接接触,其热交换是通过风-水或水-水换热系统完成的,且不消耗循环水,可采用去离子等方法提升水质,避免设备腐蚀,不会对环境造成任何污染。
   电能纯水冷却指一种用于大功率密度电气设备的冷却方式,指利用高绝缘性和高比热容的纯水作为主要冷却媒介,对电能生产、传输、转换和使用过程的大功率密度电气设备进行闭式循环强迫冷却,以提高电能设备的效率和可靠性,从而达到环保节能的一种冷却解决方案。
2、电能纯水冷却技术的发展前景
   水的散热效率显著高于风冷。电能纯水冷却是国际上较先进的冷却方式,特别适合大功率电力电子装置冷却,在30兆乏(Mvar)以上的高压大功率电力电子装置基本采用水冷技术进行冷却。
   电能纯水冷却设备体积小,效率高,可充分确保大功率电气设备的工作容量,提高效率,是一种经济、有效、环保的冷却技术。密闭式循环冷却技术作为传统冷却方式的一个重要改进,特别是在大功率电力电子设备的冷却装置中,将得到日益广泛的应用。
 


 

 
 
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