पवन ऊर्जा कनवर्टर आईजीबीटी के ताप अपव्यय प्रदर्शन पर अनुसंधान

       पवन ऊर्जा कन्वर्टर्स अत्यधिक उच्च और निम्न तापमान की घटनाओं से ग्रस्त हैं, और स्थापना स्थान बेहद सीमित है। सीमित स्थान में उच्च-आवृत्ति, उच्च-वर्तमान आईजीबीटी मॉड्यूल के लिए गर्मी को कैसे नष्ट किया जाए, यह पवन ऊर्जा कन्वर्टर्स के गर्मी अपव्यय डिजाइन की कुंजी बन गया है। वर्तमान में, पवन ऊर्जा कन्वर्टर्स के आईजीबीटी मॉड्यूल पर लागू गर्मी अपव्यय विधियों में मुख्य रूप से मजबूर वायु शीतलन और जल शीतलन शामिल हैं। आईजीबीटी मॉड्यूल को सामान्य रूप से काम करने के लिए, इसे गर्मी अपव्यय के लिए डिज़ाइन करने की आवश्यकता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि आईजीबीटी मॉड्यूल का ऑपरेटिंग तापमान स्वीकार्य अधिकतम जंक्शन तापमान के भीतर है।
मजबूर वायु शीतलन का उपयोग करके आईजीबीटी मॉड्यूल की गर्मी अपव्यय आवश्यकताओं को ध्यान में रखते हुए, एक व्यावहारिक हानि गणना पद्धति पेश की गई है। अलग-अलग कामकाजी परिस्थितियों में आईजीबीटी हानि गणना परिणामों को फ़्लोथर्म सॉफ़्टवेयर में प्रतिस्थापित किया जाता है, और साधारण रेडिएटर्स और हीट पाइप रेडिएटर्स के थर्मल सिमुलेशन मॉडल का उपयोग दो के लिए किया जाता है। विभिन्न रेडिएटर्स का सिमुलेशन और तुलनात्मक विश्लेषण किया गया था। बाद में, कनवर्टर उत्पाद के दो रेडिएटर्स के ताप अपव्यय प्रदर्शन की गणना दो समानांतर मॉड्यूल के समतुल्य थर्मल प्रतिरोध नेटवर्क द्वारा की जाती है। उपरोक्त मान को सूत्र (6) में प्रतिस्थापित करने पर K/W प्राप्त होता है। रेडिएटर के परिकलित थर्मल प्रतिरोध के आधार पर, संबंधित रेडिएटर का चयन करें।
हीट सिंक के रूप में आम तौर पर साधारण रेडिएटर, वॉटर-कूल्ड हीटसिंक और हीट पाइप हीट सिंक शामिल होते हैं। कनवर्टर मशीन साइड या ग्रिड साइड ए, बी, सी तीन-चरण आईजीबीटी मॉड्यूल की वायु वाहिनी केंद्रीकृत गर्मी लंपटता का संचालन करती है। फ़ोर्स्ड-एयर हीटसिंक डिज़ाइन के लिए, हीटसिंक के स्वयं के थर्मल प्रतिरोध को कम करने के कई तरीके हैं। चीन में कई विद्वानों ने रेडिएटर्स के थर्मल प्रतिरोध पर रेडिएटर फिन की ऊंचाई, मोटाई और घनत्व जैसे मापदंडों के प्रभाव का अध्ययन किया है, और उन्हें यहां नहीं दोहराएंगे। रेडिएटर की गर्मी अपव्यय क्षमता में उल्लेखनीय सुधार करने के लिए आमतौर पर इंजीनियरिंग में उपयोग की जाने वाली एक अन्य विधि रेडिएटर सब्सट्रेट में हीट पाइप को एम्बेड करना है, लेकिन समस्या यह है कि लागत बढ़ जाती है। यहां, कनवर्टर की मशीन साइड और ग्रिड साइड दोनों SVPWM पद्धति को अपनाती हैं। प्रयोग में, आंतरिक एकीकृत एनटीसी का उपयोग मॉड्यूल के तापमान वृद्धि डेटा को इकट्ठा करने के लिए किया जाता है, और जंक्शन तापमान की गणना निम्न सूत्र द्वारा की जा सकती है: रेडिएटर के प्रयोगात्मक डेटा से, यह देखा जा सकता है कि जब वर्तमान छोटा होता है , कुल बिजली की खपत छोटी है, और दो रेडिएटर्स के बीच गर्मी अपव्यय प्रदर्शन में अंतर बड़ा नहीं है। 450A पर, IGBT मॉड्यूल के तापमान में लगभग 10 फीट की वृद्धि होती है।

सिमुलेशन विश्लेषण इस शर्त के तहत किया गया था कि मॉड्यूल के एयर इनलेट पर हवा की गति 7m/s है, और मॉड्यूल की धारा 100A से 500A तक है। तालिका 1 हीट पाइप रेडिएटर के प्रायोगिक चिप के जंक्शन तापमान और सिम्युलेटेड चिप के जंक्शन तापमान का तुलनात्मक डेटा दिखाती है। यह देखा जा सकता है कि प्रयोगात्मक डेटा सिमुलेशन परिणामों के साथ अच्छे समझौते में है, और सिमुलेशन सॉफ्टवेयर चिप के जंक्शन तापमान का सटीक अनुकरण कर सकता है।
बी एक ही मॉड्यूल वर्तमान और एक ही मॉड्यूल हानि के तहत चर हवा की गति की स्थिति के तहत चिप जंक्शन तापमान के सिमुलेशन परिणामों की तुलना है। यह देखा जा सकता है कि जैसे-जैसे हवा की गति बढ़ती है, चिप जंक्शन का तापमान कम हो जाता है। उच्च वर्तमान परिस्थितियों में, हवा की गति जितनी अधिक होगी, चिप तापमान में उतनी ही अधिक गिरावट होगी।
सिमुलेशन डेटा विश्लेषण करंट/ए प्रायोगिक चिप जंक्शन तापमान/टी सिमुलेशन चिप जंक्शन तापमान पुन: त्रुटि/(ए) मॉड्यूल तापमान वृद्धि प्रायोगिक प्रयोग और सिमुलेशन तरंग 5 निष्कर्ष पवन ऊर्जा कन्वर्टर्स विधि के लिए आईजीबीटी मॉड्यूल हानि की गणना के लिए एक व्यावहारिक विधि यहां पेश की गई है, और हानि गणना परिणामों को फ़्लोथेम सॉफ़्टवेयर में आयात करें। सिमुलेशन विश्लेषण और प्रायोगिक परीक्षण डेटा की तुलना के माध्यम से, दो रेडिएटर्स के ताप अपव्यय प्रदर्शन में अंतर की तुलना और विश्लेषण किया गया, और सैद्धांतिक गणना और सिमुलेशन मॉडल की शुद्धता को सत्यापित किया गया। साथ ही, चर वायु मात्रा की स्थिति के तहत रेडिएटर का ताप अपव्यय प्रदर्शन सिमुलेशन वक्र दिया गया है, जो पवन ऊर्जा कनवर्टर के आईजीबीटी रेडिएटर के चयन के लिए एक महत्वपूर्ण संदर्भ प्रदान करता है।