[发明专利]一种励磁系统自冷热管散热功率柜的设计方法

摘要

本发明提供了一种励磁系统自冷热管散热功率柜的设计方法，其包括以下步骤1)对比元器件参数与出厂数据，通过计算满足设计需求的各型号可控硅整流模块、散热模块及阻容吸收模块的发热功率，优选主要元器件。2)提出励磁系统自冷热管散热功率柜设计方案，搭建整柜有限元仿真模型，通过代入实际元器件数据后的仿真结果对设计方案进行优化。有效的优化和精简了励磁系统自冷热管散热功率柜的设计研制流程，节省了整柜的多方案试验经费，大大缩短了自冷热管散热功率柜的研制周期，并满足了不同环境及机组容量对功率柜的需求。

主权项

一种励磁系统自冷热管散热功率柜的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1.1)、确认励磁系统自冷热管散热功率柜性能参数，包括单柜额定励磁电压电流、整流桥类型、脉冲触发方式与散热风道类型；1.2)、依照励磁系统自冷热管散热功率柜性能要求，计算各主要元器件的最低需求参数：可控硅电气参数、阻容电气参数、快熔电气参数；在本步骤中，需考虑多路并联桥臂退出其中任意一路情况下能保证发电机最大容量励磁电流的1.1倍下连续运行时的可控硅最大通态平均电流：ITEN=1.1·Ifm2.7206·npmin·kcs]]>其中，ITEN是可控硅最大通态平均电流，Ifm是发电机额定励磁电流，npmin是最小并联整流桥数量，kcs为均流系数；1.3)、选取符合最低需求参数要求的备选主要元器件，根据同类型主要元器件的参数及出厂数据计算柜内可控硅整流模块与阻容吸收模块的热功耗；1.4)、比对备选主要元器件的热功耗值，优选并确认主要元器件；1.5)、依据元器件发热特性初步拟定多个设计方案的结构制图；1.6)、搭建各方案励磁系统自冷热管散热功率柜的有限元热分析仿真模型；1.7)、对比相同参数下励磁系统自冷热管散热功率柜各模块仿真数据，对不同方案的各模块的温度变化趋势进行分析，选取最佳设计方案；1.8)、根据最佳设计方案生产样柜，并对样柜进行热平衡试验，试验模拟样柜在额定与极限运行状态下的各元器件发热情况，对样柜的设计进行验证，验证样柜设计是否能满足实际运行工况的要求，记录设计技术状态下样柜内部各主要发热元器件的最低平衡温度与最高平衡温度：如果柜内发热元器件最高平衡温度在设计要求范围内，则可认定样机设计合格，可进行投产；如果柜内发热元器件最高平衡温度超出设计要求范围，则可认定样机设计不合格，需根据试验数据优化调整仿真模型，改进设计直至合格。