專利名稱：非對(duì)稱熱管自冷型勵(lì)磁整流柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，具體說是一種非對(duì)稱熱管自冷型勵(lì)磁整流 柜。
背景技術(shù)：
勵(lì)磁整流柜的額定輸出能力與可控硅整流元件的溫度密切相關(guān)，可控硅廠家資料 里都明確規(guī)定可控硅工作時(shí)溫度不允許超過125°C，否則將導(dǎo)致元件損壞。因此要提高整流 柜的額定輸出能力必須降低可控硅元件工作時(shí)的溫度。由于勵(lì)磁整流柜柜體表面積限制，可控硅通常采用分層布置，每個(gè)可控硅散熱器 完全相同。對(duì)于強(qiáng)迫風(fēng)冷的勵(lì)磁整流柜，風(fēng)道內(nèi)空氣流速大于5m/s，空氣經(jīng)可控硅散熱器后 溫度變化不大，下層可控硅發(fā)熱對(duì)于上層可控硅溫度的影響可以忽略不計(jì)。對(duì)于熱管自冷 型的勵(lì)磁整流柜，空氣流速小于2m/s，空氣經(jīng)下層可控硅散熱器后溫升可超過10°C，使上 層可控硅散熱器的進(jìn)風(fēng)溫度提高，最終導(dǎo)致上層可控硅溫度大大高于下層可控硅溫度，因 而降低了整流柜的額定輸出能力。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種非對(duì)稱熱管自冷型勵(lì)磁整流柜，解決上述問題，使 可控硅能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的額定輸出性能。所述非對(duì)稱熱管自冷型勵(lì)磁整流柜，包括柜體、柜體內(nèi)裝有多只帶熱管散熱器的 可控硅整流元件，其特征是所述勵(lì)磁整流柜的可控硅整流元件為上、下兩組布置，且上、下 組熱管散熱器是非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，上組可控硅元件帶的熱管散熱器表面積大于下組可控硅元件 帶的熱管散熱器表面積。上組可控硅元件帶的熱管散熱器表面積&與下組可控硅元件帶的熱管散熱器表 面積S1滿足下列關(guān)系S2 ^ S1 * (TA1-Tl)/ (TA「Tl- k*m)其中TA1為下組可控硅元件溫度，Tl為柜體內(nèi)的冷卻空氣溫度，m為冷卻空氣質(zhì) 量，k為冷卻空氣質(zhì)量系數(shù)。本實(shí)用新型通過加大自冷型整流柜上組可控硅的散熱器，降低了上組可控硅元件 的溫度，解決了自冷型整流柜上組可控硅元件溫度高于下組可控硅元件溫度的問題，提高 整流柜的額定輸出能力。并且本實(shí)用新型提出了上組可控硅散熱器面積的設(shè)定公式，具體 提出了一種達(dá)到設(shè)計(jì)性能的最低成本的解決辦法。

圖1是本實(shí)用新型非對(duì)稱熱管自冷型勵(lì)磁整流柜整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是上下組可控硅的散熱器示意圖。圖中1 一柜體，2—下組可控硅元件，3—上組可控硅元件，4一下組可控硅元件的熱管散熱器，5—上組可控硅元件的熱管散熱器，6—絕緣支架。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明如圖1、2中所示，非對(duì)稱熱管自冷型勵(lì) 磁整流柜，包括柜體1、柜體1內(nèi)裝有多只帶熱管散熱器的可控硅整流元件，所述勵(lì)磁整流 柜的可控硅整流元件為上、下兩組布置，帶有散熱器的可控硅元件通過其絕緣支架6固定 安裝在柜體1內(nèi)，上、下組可控硅元件的熱管散熱器是非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，對(duì)于熱管自冷型的勵(lì)磁 整流柜，空氣流速小于2m/s，空氣經(jīng)下層可控硅散熱器后溫升可超過10°C，使上層可控硅 散熱器的進(jìn)風(fēng)溫度提高，上組可控硅元件3帶的熱管散熱器5表面積因此需要大于下組可 控硅元件2帶的熱管散熱器4表面積。上組熱管散熱器在溫度為T2的環(huán)境中的耗散功率P2應(yīng)大于或等于下組熱管散熱 器在溫度為Tl的環(huán)境中的耗散功率P1，其中T2與Tl的溫差值等于下組熱管散熱器耗散功 率Pl使冷卻空氣產(chǎn)生的溫升值。若冷卻空氣溫度為Tl，下組可控硅溫度為TA1,則下組熱管散熱器耗散功率Pl是 與下組熱管散熱器表面積S1存在函數(shù)關(guān)系Pl=a*S1 * (TA1-Tl)(1)其中，a為散熱器與冷卻空氣的傳熱系數(shù)，一旦散熱器材料和冷卻空氣的成分確 定，該值即為常數(shù)。冷卻空氣經(jīng)下組熱管散熱器后溫度升高到T2，上組可控硅溫度為TA2,則上組熱管 散熱器耗散功率P2與上組熱管散熱器表面積&存在函數(shù)關(guān)系P2=a*S2 * (TA2- T2)(2)T2與Tl的溫差與冷卻空氣質(zhì)量m成正比，即T2_Tl=k*m(3)若要求上下組可控硅元件的溫度相同，則P2=P1TA2 =TA1可推導(dǎo)出&與31的關(guān)系S2= S1 * (TA1-Tl)/ (TA「Tl— k*m)因此，上組可控硅元件3帶的熱管散熱器5表面積&與下組可控硅元件2帶 的熱管散熱器4表面積S1滿足下列關(guān)系S2 ^ S1 * (TA1-Tl)/ (TA「Tl- k*m)其中TA1為下組可控硅元件溫度，Tl為柜體內(nèi)的冷卻空氣溫度，m為冷卻空氣質(zhì) 量，k為冷卻空氣質(zhì)量系數(shù)。本實(shí)用新型通過加大上組可控硅的散熱器，有效降低了上組可控硅元件的溫度， 解決了現(xiàn)有自冷型整流柜上組可控硅元件溫度高于下組可控硅元件溫度的問題，因而提高 了整流柜的額定輸出能力。
權(quán)利要求1.一種非對(duì)稱熱管自冷型勵(lì)磁整流柜，包括柜體、柜體內(nèi)裝有多只帶熱管散熱器的可 控硅整流元件，其特征是所述勵(lì)磁整流柜的可控硅整流元件為上、下兩組布置，且上、下組 熱管散熱器是非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，上組可控硅元件(3)帶的熱管散熱器(5)表面積大于下組可控 硅元件(2 )帶的熱管散熱器(4 )表面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱熱管自冷型勵(lì)磁整流柜，其特征是上組可控硅元件 (3 )帶的熱管散熱器(5 )表面積&與下組可控硅元件(2 )帶的熱管散熱器(4 )表面積S1滿 足下列關(guān)系S2 ^ S1 * (TA「T1)/ (TA「Tl- k*m)其中TA1為下組可控硅元件溫度，Tl為柜體內(nèi)的冷卻空氣溫度，m為冷卻空氣質(zhì)量，k 為冷卻空氣質(zhì)量系數(shù)。
專利摘要一種非對(duì)稱熱管自冷型勵(lì)磁整流柜，其特征是勵(lì)磁整流柜的可控硅整流元件為上、下兩組布置，且上、下組熱管散熱器是非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，上組可控硅元件(3)帶的熱管散熱器(5)表面積S2大于下組可控硅元件(2)帶的熱管散熱器(4)表面積S1，且滿足下列關(guān)系S2≥S1*(TA1-T1)/(TA1-T1-k*m)。本實(shí)用新型通過加大自冷型整流柜上組可控硅的散熱器，降低了上組可控硅元件的溫度，解決了自冷型整流柜上組可控硅元件溫度高于下組可控硅元件溫度的問題，提高整流柜的額定輸出能力。并且本實(shí)用新型提出了上組可控硅散熱器面積的設(shè)定公式，具體提出了一種達(dá)到設(shè)計(jì)性能的最低成本的解決辦法。
文檔編號(hào)H05K7/20GK201887714SQ20102068586
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者何長(zhǎng)平, 周宇, 張敬, 毛江, 趙先元 申請(qǐng)人:中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司, 長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司