电解铝整流器水风冷却存在的问题分析与探讨

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1、第50卷第10期电力电子技术Vo1．50，No．102016年1O月PowerElectronics0ctober2016电解铝整流器水风冷却存在的问题分析与探讨徐方冰．徐煜(1．辽宁科技大学，辽宁鞍山114041；2．沈阳铝镁设计研究院有限公司，辽宁沈阳110001)摘要：电解铝用大功率整流器水风冷却是最佳冷却方式，但在实际运行中存在夏季整流器桥臂母线过热和冬季水风散热器防冻的问题。这里根据二极管元件的允许结温，通过计算大功率整流器运行过程中发热量及水风散热器导热和散热能力，在理论上将电解铝用大功率整流器运行时桥臂母线最高允许温度由60℃提高至75℃．并在实际电解铝工程中得到

2、验证，解决了采用该冷却方式存在的夏季整流器桥臂母线过热问题和冬季水风散热器运行中的防冻问题。在确保整流器桥臂母线不结露的情况下，根据环境温度对风扇采取变频方式调整水风散热器中通风量，检修时防冻措施是将水风散热器安装在可封闭建筑物内并采用在水路中设置加热器。关键词：整流器；换热系数；导热系数；纯水中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)10—0105—04AnalysisandDiscussionontheProblemsofWater-windCoolinginElectrolyticAluminiBinRectitierxuFang-bin

3、g，XUYu(1．LiaoningUniversofScienceandTechnology，Anshan114041，China)Abstract：Water-windcoolingisthebestcoolingmethodofthehighpowerrectifierforelectrolyticaluminum．However，therectifierbridgearnloverheatedinsummerandthefrozenwater—windradiatoraretheproblemsinactualoperation．Basedonjunctiontemper

4、atureofdiodeelement，calculationofcalorificvalueinoperationofhighpowerrectifierandcalculationofheatconductionandheatdissipationcapacityofwater—windradiatorwillincreasethemaximumallowabletemperatureofthehighpowerrectifierbridgearnlfrom60℃to75℃．andithasbeenverifiedintheactualelectrolyticaluminu

5、mproject．Thiscansolvetheoverhe~ingproblemoftherectifierbridgealTuwhichisusedinthiskindofcoolingmode．Ensuringrectifierbridgeannnon-condensation，inthiscase，thewater—windradiatorfrozenproblemwillbesolvedbytheventilationofthewater—windradiatorwhichadjustedbythefanfrequencyconversionaccordingtoth

6、eenvironmentaltemperature．Thebestwayoffreeze—proofingduringinspectionandrepairingisnotonlyinstallingwaterairradiatorinabuildingcanbeclosedbutalsoinstallingaheaterinwater．Keywords：rectifier；heattransfercoeficient；heatconductivitycoeficient；purewater1引言过程中会产生热量．而该热量若超过整流元件最大温度允许值时，整流元件将因过热而击穿烧

7、毁。电解铝用大功率整流器冷却方式采用水风冷为确保整流元件正常工作。必须将整流元件在工作却较水水冷却可提高电解铝运行安全性、可靠性，时所产生的热量通过媒介带走。以确保该元件工作且节能、节水、节省费用，但采用水风冷却后目前在温度允许值内．而将此热量带走是通过整流器存在夏季运行温度过高和冬季防冻问题【，在此中整流桥臂水冷母线来实现，再经过散热器装置对如何解决该问题进行分析、计算、试验，并将其实现散热的。目前国内外电解铝大功率整流器(单结果成功应用在实际工程中，取得了良好效果。台整流器直流输出电流3