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水冷、液冷如何降低風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電中用IGBT(絕緣柵雙極晶體管)設(shè)備故障率
2023-10-19 閱讀數(shù):358
風(fēng)力渦輪機(jī)中的電力電子轉(zhuǎn)換器是關(guān)鍵組件。 根據(jù)MDPI(來源:MDPI)的一篇文章,它們被證明是最頻繁出現(xiàn)故障的部分之一。 造成這種情況的最常見原因是無法成功散熱,導(dǎo)致停機(jī),收入損失和高昂的維護(hù)成本。 通過使用快速接頭進(jìn)行有效的熱管理,可以減少這種情況,并延長IGBT的使用壽命。

電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展對更高效,更現(xiàn)代的散熱方式提出了更高的要求。 不幸的是,有效散熱的失敗是一個普遍的問題,導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低,或者在最壞的情況下,還會導(dǎo)致系統(tǒng)故障。

功率電子轉(zhuǎn)換器中的關(guān)鍵部分是電子晶體管,即IGBT(絕緣柵雙極晶體管)。 大量的熱量產(chǎn)生通常需要液體冷卻系統(tǒng)來進(jìn)行熱管理。 以下是當(dāng)電流通過電力電子轉(zhuǎn)換器中的電子晶體管轉(zhuǎn)換時的一系列事件的示例:

風(fēng)力渦輪機(jī)中的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流電
然后將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,從而將熱應(yīng)力施加到IGBT上。
然后將直流電再次以正確的電壓和頻率轉(zhuǎn)換為交流電,從而...
...然后進(jìn)入網(wǎng)格。 就像上面一樣,這會給IGBT施加熱應(yīng)力。 如果無法有效散熱,IGBT就有燒毀的危險,從而導(dǎo)致系統(tǒng)故障和停機(jī)。


避免由于冷卻不足而導(dǎo)致昂貴的IGBT故障
如果無法有效應(yīng)對風(fēng)力渦輪機(jī)中功率電子轉(zhuǎn)換器中的高溫,從而導(dǎo)致熱失控,使用壽命縮短,甚至在最壞的情況下,模塊燃燒,后果可能是代價高昂的教訓(xùn)。 實(shí)際上,除了停機(jī)時間和收入損失外,發(fā)生故障的IGBT的維護(hù)成本每天可能高達(dá)100.000歐元,尤其是如果風(fēng)力發(fā)電位于海上,涉及船舶,起重機(jī)或直升機(jī)時。 因此,對熱管理系統(tǒng)中的高質(zhì)量組件進(jìn)行投資對于避免不必要和昂貴的故障非常重要。

快速接頭使您可以使用預(yù)填充模塊
當(dāng)災(zāi)難發(fā)生并且IGBT達(dá)到其使用壽命時,采用快速接頭的智能設(shè)計(jì)將使現(xiàn)場維護(hù)工作更加快捷,并將生產(chǎn)損失降至最低。 可以輕松連接帶有預(yù)填充冷卻液的完整IGBT模塊,而無需在機(jī)艙的狹窄空間內(nèi)進(jìn)行排水和填充。 使用高質(zhì)量的無滴快速接頭,不會有灑落或泄漏的麻煩。 斷開現(xiàn)有IGBT模塊的連接,連接新模塊,即可開始使用。 燃盡的模塊然后可以帶回車間進(jìn)行排水,IGBT更換和填充。

此外,使用快速連接聯(lián)軸器代替其他解決方案是有利的,因?yàn)樗鼈兛梢约涌旖M裝和安裝過程,否則這是一個耗時的過程,從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)成本較高。 由于快速連接接頭不需要以扭矩精度緊固,這對法蘭連接來說通常是一項(xiàng)艱巨的任務(wù),因?yàn)樗鼈兏y以接近,因此可以降低這些生產(chǎn)成本。

專為承受振動而設(shè)計(jì)
風(fēng)力渦輪機(jī)的另一個主要挑戰(zhàn)是機(jī)械振動。 在操作過程中,螺釘,螺母和螺栓松動通常會引起振動。 振動還會導(dǎo)致法蘭松動,從而在封閉的冷卻回路中產(chǎn)生泄漏。 就像過熱一樣,這可能會導(dǎo)致高昂的維護(hù)成本。 這是可靠和高質(zhì)量的快速連接接頭可以防止的。

當(dāng)斷開電路的一部分時,CEJN的ultraFLOW系列快速連接接頭會很有用。 它將關(guān)閉變流器系統(tǒng)中的各個部分,并確保不發(fā)生泄漏-這是傳統(tǒng)球閥無法實(shí)現(xiàn)的功能。

使用CEJN ultraFLOW快接,操作員只需要從系統(tǒng)中排出有限量的冷卻劑即可,而不是200升。 這是一項(xiàng)重要的節(jié)省時間的功能,它對風(fēng)力渦輪機(jī)的正常運(yùn)行時間和相關(guān)成本產(chǎn)生了更大的影響。



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