(2)如何降低滤波电抗器的损耗?
滤波电抗器具有将功率器件输出的方波转换为正弦波的功能,是保障逆变器输出电能质量的重要一环。TC500KH并网逆变器采用LCL滤波设计,具有更好的高频衰减特性。相对于L型滤波器,总电感更小,相对于LC型滤波器在三相并网系统中,滤波效果更好,电能质量更高。
滤波电抗器的损耗主要由铁损、铜损和杂散损耗组成,铁损与硅钢片的品质和数量有关;铜损与绕组的绕制工艺及通过电流有关;杂散损耗与漏电感有关,而降低铁损,对于降低电抗器的损耗,提升逆变器效率有着明显的作用。于是采用磁集成技术设计的共轭电抗器被成功应用在逆变器中,该款电抗器是将两个电感进行共轭设计,能够抵消铁轭中的部分磁路,减少了硅钢片的用量,降低电抗器铁损,提高电抗器效率。
共轭电抗器设计
电抗器优化前后对比:
磁路 从图可知共轭铁轭2由于铁轭1和铁轭3磁路相互抵消,铁轭2的损耗将会很小,整机效率可提升。 铁轭2和铁轭3磁路相互独立,磁路不能相互抵消产生铁轭损耗,影响效率。
(3)如何降低散热风机损耗
散热风机担负着为逆变器内部发热器件进行通风散热的功能,是保障逆变器稳定工作的重要一环,散热风机的损耗同样是逆变器总损耗中不可忽略的一部分。
为了降低散热风机的损耗首先要从风机的选型入手,选择功耗较低、品牌知名,并具备调速功能的散热风机是降低损耗最有效的方法之一,但选择较低功耗的散热风机同样会带来不可忽视的问题--排风量降低。为了用最小损耗的风机实现最优化的散热功能,必须对元器件的结构和风道进行合理设计。在经过了一系列的优化设计后,具备智能调速功能的低功耗散热风机被应用在逆变器中,其功耗仅为450W,相比恒速风机降低损耗达44%,在降低散热系统功耗的同时,保障了逆变器散热的可靠性。
二、TC500KH如何具备极高的可靠性?
(1)可靠的散热设计
TC500KH采用前侧进风,后侧高位出风的散热模式,根据各个元器件的耐温等级进行合理布局,利用流体惯性和负压浮升力作用,对冷空气进行科学分流,使得所有功率器件的温度都达到严格的降额使用标准,散热效率得到了极大的提升,保证设备长期稳定运行。
通过在环境温度50℃,海拔3000m进行热仿真后可以明显看出,TC500KH散热系统设计的优越性,核心器件IGBT的温度均未超过100℃(IGBT允许最高芯温为175℃)。
逆变器的速度场 逆变器的温度场