[发明专利]一种海岛大功率特种电源柜

说明书

技术领域

本发明涉及散热系统，特别是一种海岛大功率特种电源柜。

背景技术

海岛由于其地理上的特殊性，一般通过海底电缆与大电网相连接，而离岸较远的海岛只能使用柴油发电机或者新能源供电。大功率特种电源系统是发电装置与负载之间的电能传输的重要组成部分，因此海岛上的大功率电源系统要求更高的可靠性。

大功率特种电源系统一般含有大功率电力电子器件IGBT，IGBT会大量发热，若不能提供良好的散热条件，将影响IGBT的寿命且影响IGBT的稳定运行，因此保证散热良好是维持大功率电源系统正常工作的重要条件，需要对其散热方案进行合理设计。在大功率电源系统机房中，常常采用空调制冷的方法来进行散热，而精密空调机组能耗相对较高，且还会出现气流组织不合理，而出现局部热点等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种海岛大功率特种电源柜。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种海岛大功率特种电源柜，包括安装在室内的柜体；所述柜体内设置有大功率特种电源系统；所述柜体底部与送风通道连通；所述送风通道与设置在室外的风机出风口连通；所述柜体顶部与排风系统连通。

所述风机的集风口的入口处安装有盐雾过滤器；所述排风系统包括设置在所述柜体上方的排风口、与所述排风口连通的排风扇、与所述排风扇出风口连通的排风管道；所述排风管道的出风口设置在室外；所述柜体顶部设有通风网孔；所述柜体底部设置在防静电地板上；所述防静电地板通过支架与地面固定连接；所述送风通道设置在所述防静电地板和地面之间；所述大功率特种电源系统的热管散热器设置在柜体内距地面45cm高的支架上；所述热管散热器包括多根热管；所述多根叶片通过多块散热叶片连接；所述热管受热侧与散热基板连接；所述热管受热侧(前端)与散热基板连接；所述热管放热侧高于前端，且与水平面的夹角为5°；所述散热叶片与水平面垂直；所述散热基板上固定有IGBT模块。

所述热管散热器表面温度T_S、热管散热器到大气间的热阻R_s-a、特种电源总功率损耗P_loss的关系为：T_S＝R_s-aP_loss+T_a；T_a为环境温度。根据装置结构，热阻R_s-a的计算公式为：式中，k为热管散热器导热率，单位为W/(cm·℃)；d为热管散热器基板厚度，单位为cm；S为热管散热器有效散热面积，单位为cm²；C₁为热管散热器表面状况和安装状态的系数，热管散热器水平安装时的散热效果；C₂为强迫风冷条件下热管散热器相对热阻系数；C₃为空气换热系数。

所述IGBT模块中每个桥臂的功率损耗P_tot计算公式为：P_tot＝P_SS+P_SW+P_DC+P_rr；其中，P_rr＝0.125I_rrt_rrU_CE(pk)f_SW；E_SW(on)为IGBT在峰值电流I_CP和温度125℃时每脉冲产生的导通损耗；E_SW(off)为IGBT在峰值电流I_CP和温度125℃时每脉冲产生的关断损耗；f_SW为PWM开关频率；I_CP为特种电源输入正弦波电流的峰值；U_CE(SAT)为IGBT在峰值电流I_CP和温度125℃时的导通压降；D为PWM占空比；θ为特种电源输入电压和输入电流之间的相角；U_EC为IGBT反并联二极管在二极管峰值电流I_EP时的导通压降；I_rr为二极管恢复电流峰值；t_rr为二极管恢复时间；U_CE(pk)为二极管恢复电压值。