变频器的热设计

1 以下资料主要是在网上搜集来的，加了点个人的理解，目的是将其作为自己在散热知识掌握程度的一个小结，希望对同行设计人员有个参考作用 以18.5KW 变频器举例 "通常散热器的设计分为三步 1:根据相关约束条件设计处轮廓图。 2:根据散热器的相关设计准则对散热器齿厚、齿的形状、齿间距、基板厚度进行优化。 3:进行校核计算" 变频器发热主要是来自功率模块IGBT 和整流桥，必须通过散热器导热，采用自然风冷或强迫风冷将热量散发出去。 “散热器冷却方式的判断 对通风条件较好的场合：散热器表面的热流密度小于 0.039W/cm2，可采用自然风冷。 对通风条件较恶劣的场合：散热器表面的热流密度小于 0.024W/cm2，可采用自然风冷。 对通风条件较好的场合，散热器表面的热流密度大于 0.039W/cm2 而小于 0.078W/cm2，必须采用强迫风冷。 对通风条件较恶劣的场合： 散热器表面的热流密度大于 0.024W/cm2 而小于 0.078W/cm2，必须采用强迫风冷” 注：“ ”中的文字是转摘来的， 不知道依据，也不太理解 。 以下同，不再说明！ “自然冷却散热器的设计方法 考虑到自然冷却时温度边界层较厚，如果齿间距太小，两个齿的热边界层易交叉，影响齿表面的对流，所以一般情况下，建议自然冷却的散热器齿间距大于 12mm，如果散热器齿高低于 10mm，可按齿间距≥1.2 倍齿高来确定散热器的齿间距，一般 齿间距=<1/4 的散热器高度” 变频器首先按照模块放置要求，预先确定外形尺寸为宽*长*厚 260*220*50 先看看自然风冷，按照上述原则，选择镇江长虹散热器有限公司的DY-V 系列散热器，见下图 下载 (13.48 KB) 2010-1-19 10:30 变频器发热量为额定功率P 的 5%-6% 18.5kw 变频器发热量计算 Q 热=6%P=6%*18.5=1.11(kw)=1110(W) P 为变频器额定功率 型材散热器表面积计算 A=UL 式中：U 散热器翅片横截面的周长， cm L 散热器的长度，cm A=2422.5209*220*10-2=5329.545(cm2) 散热器表面的热流密度 Q 热/ A =1110/5329.545 =0.208 (W/ cm2)>= 0.039W/cm2 2 计算出来的散热器表面的热流密度，远大于限制的0.039W/cm2，就算加长加厚散热器，增大表面积，也远远不够，所以不能采用自然风冷，要采用强迫风冷 散热器的布置见下图 下载 (39.26 KB) 2010-1-19 10:30 也有将散热器热阻RTf 来作为选择散热器的主要依据。Tj、RTj 是半导体器件提供的参，P是耗散功率，RTc 可以从热设计专业书籍中查到。下...