Analiza wydzielania ciepła przez obudowę falownika fotowoltaicznego oraz zasady odprowadzania ciepła przez falownik
Dec 30, 2022
Falowniki pracujące latem mogą być gorące w dotyku ze względu na wysoką temperaturę obudowy. I dlaczego obudowa jest gorąca? Poniżej przedstawiono analizę i odpowiedzi na te dwa problemy w połączeniu z rozpraszaniem ciepła przez falownik.
Komponenty falownika mają swoją znamionową temperaturę roboczą. Jeśli wydajność rozpraszania ciepła przez falownik jest słaba, ponieważ falownik kontynuuje pracę, ciepło komponentów nie będzie przenoszone do świata zewnętrznego, a jego temperatura będzie coraz wyższa. Nadmierna temperatura zmniejszy wydajność i żywotność komponentów. Aby utrzymać temperaturę roboczą wewnętrznych elementów falownika w zakresie temperatur znamionowych oraz zapewnić jego wydajność i żywotność, do przenoszenia ciepła wewnątrz falownika wymagane są materiały przewodzące ciepło.
Z punktu widzenia przewodzenia ciepła, im bardziej zrównoważona jest temperatura wewnątrz i na zewnątrz falownika, to znaczy im bliżej temperatury wewnętrznych elementów grzewczych do radiatora i zewnętrznej powłoki, tym lepsze przewodzenie ciepła. Jeśli falownik jest zimny na zewnątrz i gorący w środku, oznacza to, że wydajność rozpraszania ciepła przez falownik nie jest dobra.
Projekt rozpraszania ciepła i rozpraszania ciepła falownika
1. W obwodzie, dopóki prąd jest doprowadzany do aktywnych elementów, będzie wytwarzane ciepło. Głównymi elementami grzejnymi w falowniku są: lampy przełączające (IGBT, MOSfet), elementy rdzenia magnetycznego (cewki, transformatory) itp. Dlatego, aby zapewnić pracę elementów w temperaturze znamionowej, zdolność rozpraszania ciepła przez system jest bardzo ważny.
2. Aby wydajność rozpraszania ciepła była doskonała, można to osiągnąć w następujący sposób:
①Im większy obszar rozpraszania ciepła, tym lepszy efekt
. Na przykład moc grzewcza falownika 5kW wynosi 125W. Zgodnie z maksymalną gęstością strumienia ciepła, która może być przenoszona przez naturalne chłodzenie w temperaturze 60°C, powierzchnia rozpraszania ciepła wynosi co najmniej około 0,25 m2. Aby objętość pozostała niezmieniona, zwiększa się powierzchnię grzejnika. Konstrukcja wielopromieniowych ząbków i fałd zwiększa powierzchnię styku grzejnika z powietrzem, co sprzyja szybkiemu odprowadzaniu ciepła.
② Szczelna konstrukcja dokująca z bliższym grzejnikiem
Obudowa falownika wykonana jest ze stopu aluminium, który ma dobrą przewodność cieplną. Jak pokazano na powyższym rysunku, przyjęto integralną strukturę skorupy, grzejnik i skorupa są bezpośrednio połączone ściśle przez duży obszar, a ciepło komponentów może być bezpośrednio przenoszone do powłoki ze stopu aluminium przez chłodnicę, tworząc ciepło droga rozpraszania z urządzenia → grzejnik → obudowa → powietrze .
3. Przyczyny nagrzewania się i poparzenia rąk obudowy falownika
1. 1. W celu lepszego i szybszego obniżenia temperatury elementów oraz zapewnienia dłuższej żywotności elementów, konstrukcja integralnej obudowy i chłodnicy są ze sobą ściśle powiązane , tak że powłoka staje się ważną częścią rozpraszania ciepła systemu, wydajność rozpraszania ciepła jest zwiększona, więc temperatura powłoki jest wysoka, co jest normalnym zjawiskiem falownika.
2. Temperatura somatosensoryczna: temperatura somatosensoryczna ludzkiego ciała wynosi około 36°C i będzie uczucie ciepła; przy około 45°C będzie uczucie gorąca; przy około 50°C pojawi się piekący ból; Powstawanie oparzeń nastąpi w temperaturze 60°C.
Ze względu na konieczność odprowadzania ciepła przez falownik oraz specyfikę środowiska pracy (na zewnątrz bezpośrednie światło słoneczne), norma bezpieczeństwa stanowi, że temperatura obudowy falownika nie może przekraczać 70°C. Kiedy zewnętrzna temperatura otoczenia wynosi 40°C w lecie, temperatura obudowy wynosi zwykle od 55°C do 60 ℃, więc dotykając obudowy falownika, ludzie poczują się oparzeni.