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本文以我公司与山西华鑫电气有限公司合作开发的煤矿用变频器为背景,为了改变传统煤矿用变频器风冷散热方式下散热器体积大、效率低的缺点,要求设计水冷变频器以达到变频器结构小型化、散热可靠的目的。通过对煤矿用变频器使用环境和结构要求的分析,以660V/75KW变频器为研究对象,进行变频器的水冷散热设计,主要工作如下: 对变频器的主要功率器件的热损耗原因进行分析,通过计算和仿真得出变频器主要功率器件的热损耗值。通过对IGBT模块传热过程的分析,建立热传导的热阻数学模型,分析在应用冷板散热时需要着重考虑的问题,设计水冷系统对IGBT和整流桥进行散热。 着重对冷板的散热性能进行分析,应用ICEPAK热分析软件,通过数值模拟对影响水冷板散热器性能的因素进行研究,分析几种不同条件下冷板散热性能的优劣;还简单分析水冷散热中冷板结露的情况,通过控制冷板的温度来防止冷板结露,同时计算水冷系统的压力损失,作为选择水泵的依据,为项目的散热设计提供依据。 针对变频器密闭的防爆结构,通过对变频器整机腔体的热仿真说明对电容电抗散热的必要性,通过在腔体内增加风扇,能明显的改善电抗电容的散热效果。通过试验和仿真结果的对比,验证了本项目中对冷板和整机散热的数值模拟的结果是可靠的、设计的水冷散热系统完全能够满足变频器功率器件的散热,达到了项目的要求。