大功率三相光伏并网逆变器散热系统设计.pdf

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1、第17卷第2期哈尔滨理工大学学报Vol.17No.22012年4月JOURNALOFHARBINUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYApr．2012大功率三相光伏并网逆变器散热系统设计112郜克存，戴瑜兴，张海伟(1．湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082;2．中国人民解放军第五七一五厂，河南洛阳471000)摘要:针对大功率三相光伏并网逆变器散热设计难题，研究了一种准确且实用的IGBT模块损耗计算方法，并给出了散热器热阻的实用计算公式．在此基础上设计了一套采用强迫风冷的散热系统，实验证明模块外壳温度的计算结果与实际结果相差只有5

2、℃，说明了该设计方法的合理及实用性．关键词:三相光伏并网逆变器;热阻;散热系统中图分类号:TN773文献标志码:A文章编号:1007－2683(2012)02－0027－04HeatDissipationDesignofThreePhasePVGrid-connectedInverters112GAOKe-cun，DAIYu-xing，ZHANGHai-wei(1．CollegeofElectricalandInformationEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China;2．5715FactoryofChines

3、ePeople’sLiberationArmy，Luoyang471000，China)Abstract:ApracticalmethodtodesigntheheatdissipationsystemofthethreephasephotovoltaicGrid-con-nectedinverterwaspresented．theswitchinglossesoftheIGBTmoduleusedintheinverterwerecalculated．Aprac-ticalformulatocalculatetheheatresistanceofheatdissip

4、ationsystemwasgiven．Aheatdissipationsystemfortheinverterusingforced-air-coolwasdesigned．Thecalculatedresultsandtheexperimentresultsverifythevalidityandpracticabilityofthepresenteddesignmethod．Keywords:threephasephotovoltaicgrid-connectedinverter;heatresistance;heatdissipationsystem的散热系统

5、，主要是针对功率开关器件设计的．原因0引言是功率开关器件本身对温度比较敏感．温度的变化会影响器件开通和关断过程，影响光伏并网逆变器近年来太阳能等可再生能源并网发电技术成为的工作性能．当温度过高时会导致功率开关器件永研究热点．其中光伏并网逆变器作为太阳发电系统久损坏，从而使光伏并网逆变器无法工作．强制风冷和电网的接口设备，其可靠性决定着光伏系统的安因其结构简单，实现容易和可靠性高等优点，成为光［1－2］［3］全运行．但大功率三相光伏并网逆变器研究重伏并网逆变器首选散热方式．文［4］利用PSPICE点主要放在主电路的设计和实现方面，对其散热系软件仿真计算IGBT损耗，该方

6、法需要建立较为准统的研究较少．而大功率三相光伏并网逆变器散热确的IGBT模型，同时需要编程求解，结果误差较系统设计的好坏，直接关系到三相光伏并网逆变器大，实用性不强．文［5］推导的损耗计算公式比较准能否安全稳定地工作．大功率三相光伏并网逆变器确，但所需参数多．针对采用IGBT作为功率开关器收稿日期:2011－04－08基金项目:国家科技重大专项(2009ZX02011-02);住房和城乡建设部科技项目(建科2008，100号)．作者简介:郜克存(1981—)，男，博士研究生，E-mail:kcgao@sohu．com;戴瑜兴(1956—)，男，博士，教授，博士生导师。

7、28哈尔滨理工大学学报第17卷件的光伏并网逆变器，本文提出了一种IGBT模块IGBT的开关损耗是指其在开通和关断过渡过损耗计算的实用方法，在此基础上设计了一套采用程中的功率损耗．得到开关损耗最精确的方法是测强迫风冷的散热系统．量在开关过程中i0和VCE的波形，对其进行时间积分，有ton1功率模块IGBT损耗计算1Psw(on)=t∫i0(t)VCE(t)dt(5)on0在同一IGBT模块内封装的IGBT和二极管主但该方法需要采用具有波形处理能力的数字示要工作在开关状态，在每个状态中，都会产生一部分波器进行计算．因为开关能耗和集电极电流之间存功率损耗或