亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        變頻器在STATCOM風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用

        2019-06-03 10:57:14于維平蔣廣杰
        山東電力技術(shù) 2019年5期
        關(guān)鍵詞:鏈節(jié)熱敏電阻風(fēng)道

        趙 品 ,于維平 ,蔣廣杰

        (1.東方電子集團(tuán)有限公司,山東 煙臺 264000;2.東方電子股份有限公司,山東 煙臺 264000)

        0 引言

        電子元器件都有其工作溫度的上限,任何設(shè)計(jì)精良的電子設(shè)備在長期過熱及不均勻熱應(yīng)力的情況下都會發(fā)生故障或失效[1-2]。電子器件的溫度每升高10℃,其可靠性就會降低50%[2-3]。目前,國內(nèi)已投運(yùn)的大容量靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)散熱系統(tǒng)大多數(shù)采用風(fēng)冷循環(huán),只有少數(shù)大容量裝置使用水冷循環(huán)系統(tǒng)[4-5]。風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)通過風(fēng)道對鏈節(jié)單元中的電力電子器件進(jìn)行降溫[6-7]。IGBT是STATCOM裝置的核心電力電子器件,其PN結(jié)工作溫度的上限一般是175℃,IGBT溫度過高后,PN結(jié)極易損壞,對裝置造成嚴(yán)重故障[8-10]。如何設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng),使IGBT工作在適宜溫度且實(shí)現(xiàn)裝置的高性價比成為STATCOM裝置的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)之一[11-12]。

        傳統(tǒng)的風(fēng)冷循環(huán)控制系統(tǒng)包括自動控制和手動控制2種模式[13]。自動控制模式中,當(dāng)裝置檢測IGBT溫度超過設(shè)定閾值,啟動風(fēng)機(jī);當(dāng)裝置檢測IGBT溫度低于設(shè)定閾值,風(fēng)機(jī)停止。手動控制模式中,風(fēng)機(jī)一直工作在啟動狀態(tài)[14-15]。由于風(fēng)機(jī)功率選擇大都是按鏈節(jié)單元最大功耗進(jìn)行設(shè)計(jì)的,傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)控制模式使風(fēng)機(jī)工作在停止和最大功率2種工作狀態(tài),風(fēng)機(jī)的頻繁啟動不僅帶來較大的噪音,造成能源的浪費(fèi)[15],還造成IGBT工作環(huán)境溫度波動較大,縮短器件的使用壽命,極易出現(xiàn)設(shè)備故障[9]。

        設(shè)計(jì)冷卻循環(huán)系統(tǒng)如圖1所示,主要由風(fēng)機(jī)、變頻器、溫度檢測單元和控制器構(gòu)成。溫度檢測單元安裝在鏈節(jié)單元中,用于IGBT溫度的實(shí)時檢測,并通過光纖上傳到控制器,控制器接收到溫度信號后,經(jīng)過計(jì)算直接控制變頻器的輸出頻率,從而控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,達(dá)到對IGBT溫度的直接控制。

        圖1 冷卻循環(huán)系統(tǒng)

        1 鏈接單元結(jié)構(gòu)

        冷卻循環(huán)系統(tǒng)鏈節(jié)單元結(jié)構(gòu)如圖1(a)所示。溫度信號轉(zhuǎn)換模塊主要由A/D轉(zhuǎn)換模塊、溫度計(jì)算模塊和數(shù)據(jù)編碼模塊構(gòu)成,實(shí)現(xiàn)溫度等其他模擬信號的采集、編碼并通過光纖上傳數(shù)據(jù)到控制器單元中。

        1.1 A/D轉(zhuǎn)換模塊

        A/D轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)IGBT內(nèi)部熱敏電阻阻值的采集,具體實(shí)現(xiàn)電路如圖2所示。其中,通過電阻分壓電路,實(shí)現(xiàn)電阻電壓的轉(zhuǎn)換,通過AD7896采樣芯片實(shí)現(xiàn)電壓的采集。

        1.2 溫度計(jì)算

        由于采集到的信號是電壓信號,IGBT熱敏電阻呈現(xiàn)非線性,需要通過計(jì)算將電壓信號還原成溫度量。其中,熱敏電阻阻值與溫度的關(guān)系為

        式中:T為當(dāng)前IGBT內(nèi)核溫度,℃;R25為熱敏電阻25℃時的基準(zhǔn)值,此處R25=5 kΩ;Rntc為當(dāng)前熱敏電阻的電阻值,Ω;B為熱敏電阻的材料常數(shù),為一變參數(shù),如表1所示;K25為25℃對應(yīng)的開爾文溫度值,K25=298.15,K。

        表1 變參數(shù)B與Rntc的對應(yīng)關(guān)系

        由圖2可知,AD采樣得到的電壓值為

        式中:R77=4.7 kΩ。

        由式(1)和式(2)可得

        1.3 數(shù)據(jù)編碼

        由于信號通過光纖串行傳輸?shù)娇刂破?,考慮到鏈節(jié)單元需要傳輸多種數(shù)據(jù),故對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一編碼進(jìn)行傳輸。

        其中,bit15~bit12為功能碼,bit11~bit0為數(shù)據(jù)區(qū)。具體信息如表2所示。

        圖2 熱敏電阻端壓值采集電路

        表2 數(shù)據(jù)編碼詳細(xì)列表

        由表2可知,當(dāng)功能碼為0001時,此時數(shù)據(jù)代表溫度信號值,為增加溫度信號的精確度,此處傳遞的信號擴(kuò)大了10倍。

        2 控制器風(fēng)速控制策略

        2.1 控制器控制策略

        控制器控制結(jié)構(gòu)與策略分別如圖1(b)和圖3所示。通過光纖接收鏈節(jié)單元IGBT溫度數(shù)據(jù),計(jì)算N個鏈節(jié)單元中IGBT溫度的平均值Tave并記錄鏈節(jié)IGBT溫度最大值Tmax和單元序號。當(dāng)Tmax與Tave的差值大于設(shè)定值Toff時,認(rèn)為此鏈節(jié)單元散熱部分出現(xiàn)異常,發(fā)出鏈節(jié)散熱故障信號??刂破鞲鶕?jù)IGBT溫度計(jì)算風(fēng)速,從而計(jì)算出變頻器頻率值FHz。當(dāng)FHz超過頻率設(shè)定值Fset1時,發(fā)出清潔風(fēng)道信號,提醒用戶及時清洗風(fēng)道。當(dāng)FHz超過頻率設(shè)定值Fset2時,發(fā)出冷卻循環(huán)系統(tǒng)異常故障信號,提醒用戶冷卻循環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)異常。

        圖3 控制策略流程

        2.2 變頻器頻率計(jì)算

        鏈節(jié)單元IGBT溫度和多種因素都有關(guān)系,例如散熱片尺寸,風(fēng)道進(jìn)風(fēng)口面積,風(fēng)機(jī)風(fēng)量等。不考慮IGBT本身和固定因素的影響,風(fēng)機(jī)風(fēng)量Q可以用公式(4)來表示。

        式中:Q為所需風(fēng)量,m3/h;v為鏈節(jié)單元散熱器出風(fēng)口最低風(fēng)速,m/s;s為鏈節(jié)單元散熱器截面積,m2;n為鏈節(jié)單元個數(shù);k為風(fēng)道風(fēng)阻系數(shù),一般取值為1.05~1.15。由于鏈節(jié)單元個數(shù)和鏈節(jié)單元散熱器截面積s已知(與硬件配置有關(guān),可直接測量),IGBT散熱效果和鏈節(jié)單元散熱器出風(fēng)口風(fēng)速有直接關(guān)系。設(shè)計(jì)值時,應(yīng)考慮設(shè)備輸出最大容量時的功耗。通過式(4)可以得到風(fēng)機(jī)風(fēng)量。在理想情況下,風(fēng)機(jī)風(fēng)量正比于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,正比于變頻器輸出頻率,可以設(shè)計(jì)PI控制器,如圖4所示,計(jì)算得到變頻器輸出頻率FHz。

        圖4 變頻器頻率控制器

        3 數(shù)據(jù)對比

        為了驗(yàn)證方案的有效性,在鏈節(jié)單元對沖試驗(yàn)時對方案進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)裝置如圖5所示。方案Ⅰ:風(fēng)機(jī)工作在自動控制模式,當(dāng)IGBT溫度高于50℃時,風(fēng)機(jī)啟動(風(fēng)機(jī)最低運(yùn)行時間為5 min),IGBT溫度低于45℃時,風(fēng)機(jī)停止,風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率固定在50 Hz。方案Ⅱ:采用本文設(shè)計(jì)的控制方案,控制IGBT溫度為50℃,風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率在[0~60 Hz]連續(xù)可調(diào)。在各個輸出容量下,記錄風(fēng)機(jī)啟動后連續(xù)工作2 h的數(shù)據(jù)。通過表3數(shù)據(jù)對比可知,由于方案Ⅰ風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速固定,IGBT溫度區(qū)間范圍較大。當(dāng)輸出容量小時,風(fēng)機(jī)啟停頻繁,噪音較大,此時,IGBT損耗較小,風(fēng)機(jī)啟動后,通過散熱通道對鏈節(jié)單元降溫,單元溫度會快速降低,IGBT溫度會很快得到控制;當(dāng)輸出容量大時,IGBT損耗增大,風(fēng)機(jī)短時啟動不能快速降低IGBT溫度,風(fēng)機(jī)會一直運(yùn)行,IGBT溫度會慢慢升高,直到IGBT損耗和裝置散熱均衡,IGBT溫度穩(wěn)定在一個較高的溫度,會降低IGBT運(yùn)行的可靠性。由于方案Ⅱ風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào),方案Ⅱ的IGBT溫度區(qū)間較小。當(dāng)輸出容量小時,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低,噪音較?。划?dāng)輸出容量大時,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增高,IGBT溫度基本保持不變。

        表3 冷卻方案不同,輸出不同容量時,數(shù)據(jù)對比

        圖5 STATCOM裝置和對沖試驗(yàn)

        4 結(jié)語

        針對傳統(tǒng)STATCOM風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn),通過采取IGBT單元內(nèi)部熱敏電阻值計(jì)算IGBT溫度,控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到對IGBT單元溫度的直接控制,確保IGBT工作在最佳溫度狀態(tài);變頻器的引入避免了風(fēng)機(jī)的頻繁啟停,提高了風(fēng)機(jī)使用壽命,降低了裝置噪音。該冷卻循環(huán)控制系統(tǒng)已經(jīng)在STATCOM上應(yīng)用,有效地降低了IGBT過溫引起的設(shè)備故障,對裝置風(fēng)道維護(hù)起到了一定的指導(dǎo)作用,對于風(fēng)冷循環(huán)設(shè)備有較高的參考價值。

        猜你喜歡
        鏈節(jié)熱敏電阻風(fēng)道
        共晶焊后熱敏電阻的應(yīng)力分析及優(yōu)化
        電子與封裝(2023年9期)2023-10-25 08:36:32
        基于鍵合空間理論的直線閉合彈帶啟動特性
        微安表內(nèi)阻值對熱敏電阻溫度計(jì)設(shè)計(jì)的影響
        物理與工程(2020年1期)2020-06-07 08:56:22
        基于MoldFlow的空氣凈化器風(fēng)道注射模優(yōu)化設(shè)計(jì)
        模具制造(2019年3期)2019-06-06 02:10:54
        冷藏冷凍裝置
        家電科技(2018年8期)2018-08-28 09:17:58
        一種適用于凸輥拉矯機(jī)的新型引錠鏈
        說風(fēng)道水話“擇日”
        大型鏈篦床鏈節(jié)的分析與優(yōu)化
        淺析二三維協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)在火力發(fā)電廠煙風(fēng)道中的應(yīng)用
        鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器鏈節(jié)對沖試驗(yàn)研究
        av在线网站手机播放| 日日摸日日碰夜夜爽无码| 欧性猛交ⅹxxx乱大交| 久久精品国产只有精品96| 久久熟女少妇一区二区三区| 国产福利一区二区三区在线视频| 岳好紧好湿夹太紧了好爽矜持| 欧美日韩综合网在线观看| 日本变态网址中国字幕| 亚洲香蕉av一区二区三区| 国产农村妇女精品一二区 | 无码国产精品一区二区免费97| 中文字幕人妻一区色偷久久 | 国产999精品久久久久久| 国产精品麻豆A啊在线观看| 少妇熟女天堂网av天堂| 乱人伦中文视频在线| 亚洲av日韩av无码av| 香蕉久久夜色精品国产| 中文字幕人妻互换av| 美丽人妻在夫前被黑人| 中国一级毛片在线观看| 免费人成黄页网站在线观看国产 | 中国内射xxxx6981少妇| 欧美刺激午夜性久久久久久久| 国产一区二区视频在线看| 久久精品国产字幕高潮| 日韩精品无码一区二区三区视频| 98精品国产高清在线xxxx| 第一九区另类中文字幕| 无码欧美毛片一区二区三| 色综合88| 亚洲av大片在线免费观看| 欧洲熟妇色xxxx欧美老妇软件| 18无码粉嫩小泬无套在线观看| 亚洲AV无码日韩综合欧亚| 日韩av天堂一区二区| 亚洲成av人片在线观看www| AV无码一区二区三区国产| 亚州中文字幕乱码中文字幕| 国产乱妇无码大片在线观看 |