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温度对逆变电源内外部的影响作用

2021-11-25 10:22| 查看: 12| 评论: 0

摘要:   温度决定着很多电子元器件的寿命和工作效率,逆变电源也是如此。那么温度对逆变电源的影响有多大?设计者又该如何维护呢?本篇文章就通过举例来对以上的两个问题进行讲解。   风冷/自冷散热方式下内部器 ...
  温度决定着很多电子元器件的寿命和工作效率,逆变电源也是如此。那么温度对逆变电源的影响有多大?设计者又该如何维护呢?本篇文章就通过举例来对以上的两个问题进行讲解。


  风冷/自冷散热方式下内部器件的工作环境温度
  
表1 满载工作时内部各器件环境温度



  选取两个产品样本在同等的正常工作环境下满载稳定运行,测试收集设备内部各关键元器件温度值如下表1。


  从实测数据比较看,同等工作环境满载稳定运行,20KW自冷逆变器较30KW风冷逆变器机箱内各器件工作温度要高10℃左右。


  模块寿命对比分析
  
图1

  
表2 模块寿命对比表



  模块作为逆变器最为核心器件,其工作时内部结温直接影响使用寿命,图3是英飞凌提供的晶元结温与寿命对应关系曲线。根据对样本产品的内部温度实测数据,推算出模块结温和两者模块寿命对比如表2(推算过程专业性强,这里不在赘述)。


  在关键器件模块上,风冷散热工作环境下的器件寿命,是自冷散热工作环境下的器件寿命的1.7倍。


  风扇器件寿命及可维护性


  器件寿命直接决定整机寿命,故障器件可维护性直接影响整机的维护成本。在30KW风冷逆变器和20KW自冷逆变器的器件比较和设计中,30KW风冷逆变器在风扇设计和选型上有显著优势。


  风扇寿命高于电站寿命
  
图2 NMB风扇寿命曲线



  风扇是成熟的工业器件,应用于样本30KW风冷逆变器的是NMB风扇,防护等级为IP65,可在任何灰尘环境下,甚至完全浸入水中正常工作。图2为NMB风扇寿命曲线。
  
表3 风扇寿命分析表



  根据图2,以逆变器运行的最高环境温度50度计算,正常运行时间为60319小时。通过智能强制风冷控制,只有逆变器的模块温度达到70度以上,风扇才会满转,在正常一天内,满足满转条件的时间大概在6小时左右,一年为365天,可得风扇使用寿命如表3。


  在最恶劣的情况下,30KW风冷逆变器风扇可运行27.5年。另外,考虑雨天、以及环境温度低于50℃等因素,风扇的运行寿命将更长。


  风扇可维护性


  30KW风冷逆变器的风扇工作寿命要远长于逆变器,通常情况下不需要对风扇进行维护,即便出现需要更换的情况,也具备良好快捷的可拆卸性,如图5。
  
图3 30KW风冷逆变器风扇可拆卸结构图

  
表4 风扇更换实验时间表



  不同的维护人员3次对逆变器进行风扇更换,所用时间如表4。


  从上面的分析可以看出,采用风冷的方式能够最有效率的提升各类元器件与核心模块的寿命。在采购和维护逆变器时大家可以参考本篇文章当中提到的一些数据或做法,来最大程度的延长逆变器的寿命。

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