項(xiàng)目名稱:風(fēng)電變流器機(jī)柜熱設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)時(shí)間:
主要工作:1.熱分析(在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,模擬變流器內(nèi)部流場(chǎng),器件溫升,找出熱量集中點(diǎn))2.熱設(shè)計(jì)(根據(jù)首次分析結(jié)果,進(jìn)行結(jié)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化,多次迭代得出最終熱設(shè)計(jì)方案)3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(由最終熱設(shè)計(jì)方案,轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)方案)
案例介紹:風(fēng)電變流器機(jī)柜外形尺寸為3000×650×2200(mm),整柜密閉;整柜分為并網(wǎng)柜、網(wǎng)側(cè)功率柜和機(jī)側(cè)功率柜,機(jī)柜內(nèi)重要器件布局為:并網(wǎng)柜上部為水風(fēng)換熱器,之后依次往下為網(wǎng)側(cè)主接觸器、框架斷路器、濾波電容、電阻、小接觸器、熔斷器、最后為變壓器。網(wǎng)側(cè)功率柜器件布局為上端是UPS供電電源,右側(cè)是卸荷組件,往下依次是功率單元、傳感器、水風(fēng)換熱器、功率電阻、網(wǎng)側(cè)電抗、加熱器。在機(jī)側(cè)功率內(nèi),從上到下依次是卸荷電阻和其它電阻,往下依次是機(jī)側(cè)功率單元、功率電阻、水風(fēng)換熱、接觸器、機(jī)側(cè)電抗加熱器。
CFD工作:CFD軟件是流體動(dòng)力學(xué)軟件,它功能強(qiáng)大,操作靈活,計(jì)算精確,在各個(gè)行業(yè)應(yīng)用中表現(xiàn)出色;整個(gè)軟件功能分為三部分,其中包括前處理模塊、熱分析求解模塊、后處理模塊,其中熱分析求解模塊是整個(gè)軟件的核心模塊,它內(nèi)部集成了大量的計(jì)算公式和庫(kù)文件資料,也集成了大量在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),這些在熱分析中起到至關(guān)重要的作用。
圖例展示:

方案結(jié)論:柜體之間設(shè)計(jì)有隔板,是不完全封閉結(jié)構(gòu),并網(wǎng)柜(左側(cè))內(nèi)部熱流大部分與網(wǎng)側(cè)功率柜(中間)與機(jī)側(cè)功率柜(右側(cè))進(jìn)行熱交換;而網(wǎng)側(cè)功率柜與機(jī)側(cè)功率柜,上方和中部雖然開(kāi)孔,但是兩柜之間少有熱量交換,機(jī)側(cè)功率柜上方的水風(fēng)換熱器有小循環(huán),交換熱量少。從CFD仿真模擬結(jié)果可得出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。結(jié)構(gòu)優(yōu)化后再次CFD熱仿真,結(jié)果顯示,并網(wǎng)柜采用密閉結(jié)構(gòu),熱流從柜體底部流向柜體頂端,在經(jīng)上端的水風(fēng)換熱器底部吸入熱空氣,經(jīng)熱流循環(huán)后頂端冷風(fēng)吹出,冷風(fēng)遇到上端隔板反彈向下,流向底部,形成了上下循環(huán)的熱流系統(tǒng),是柜體溫度分布均勻和溫度保持最低;在網(wǎng)側(cè)功率柜和機(jī)側(cè)功率柜的隔板上端加裝風(fēng)扇,在中部開(kāi)孔,多次調(diào)整迭代,熱流如圖,功率柜之間形成了良好的循環(huán)通道,滿足要求。(結(jié)尾)
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