電力電子裝置中相對來說工作時產(chǎn)生自身功耗最大的部分應該是電力電子器件:晶閘管、整流管、IGBT等。這部分自身功耗以熱的形式表現(xiàn),使器件自身溫度升高。于是有了散熱器和風機的強迫風冷措施。用流動空氣把器件上的熱量帶走。所以說,用風機對大功率半導體器件進行強迫風冷的設(shè)計比比皆是。
風冷裝置絕對離不開風機。如何科學地使用風機,提高冷卻效果引起了我的關(guān)注。于是下了功夫研究了一番。搞了數(shù)十年的電,現(xiàn)在要去了解“風”——流動著的空氣,屬于空氣動力學范疇的物理現(xiàn)象,真有點不知如何入手才好。不得不從頭開始學點“空氣動力學”。
先從風機樣本開始。風機樣本中對每種風機都列出一套工作曲線(見圖一),縱坐標是△Pt,
橫坐標是單位時間空氣流量V(單位是m3/h)。樣本中把△Pt稱作為“全壓”(常稱風機的最大風壓),它由“靜壓”和“動壓”組成,即:全壓=靜壓+動壓。在空氣動力學中,全壓表示流動空氣的總能量,他所包含的動壓和靜壓可以互相轉(zhuǎn)換,遵守“能量守恒與轉(zhuǎn)換定律”。這里的風壓△Pt是相對周圍大氣來說的,是一種相對壓力,即以周圍的大氣壓為零點起算的壓力。
在電力電子裝置中,風機把空氣吹向散熱器,從散熱片的縫隙中流過,這相當于風道截面由大變小,空氣流速增加,同時會產(chǎn)生大于其他位置的阻力,就是散熱器流阻△P,它抵消了與其相當?shù)囊徊糠诛L機風壓△Pt。與此相對應的空氣流量即為此時實際風量。
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