電力電子裝置中相對(duì)來(lái)說(shuō)工作時(shí)產(chǎn)生自身功耗最大的部分應(yīng)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(fēng)機(jī)的強(qiáng)迫風(fēng)冷措施。用流動(dòng)空氣把器件上的熱量帶走。所以說(shuō)，用風(fēng)機(jī)對(duì)大功率半導(dǎo)體器件進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷的設(shè)計(jì)比比皆是。
風(fēng)冷裝置絕對(duì)離不開(kāi)風(fēng)機(jī)。如何科學(xué)地使用風(fēng)機(jī)，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(fēng)”——流動(dòng)著的空氣，屬于空氣動(dòng)力學(xué)范疇的物理現(xiàn)象，真有點(diǎn)不知如何入手才好。不得不從頭開(kāi)始學(xué)點(diǎn)“空氣動(dòng)力學(xué)”。
先從風(fēng)機(jī)樣本開(kāi)始。風(fēng)機(jī)樣本中對(duì)每種風(fēng)機(jī)都列出一套工作曲線(xiàn)(見(jiàn)圖一)，縱坐標(biāo)是△Pt，
橫坐標(biāo)是單位時(shí)間空氣流量V(單位是m3/h)。樣本中把△Pt稱(chēng)作為“全壓”(常稱(chēng)風(fēng)機(jī)的最大風(fēng)壓)，它由“靜壓”和“動(dòng)壓”組成，即：全壓=靜壓+動(dòng)壓。在空氣動(dòng)力學(xué)中，全壓表示流動(dòng)空氣的總能量，他所包含的動(dòng)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(fēng)壓△Pt是相對(duì)周?chē)髿鈦?lái)說(shuō)的，是一種相對(duì)壓力，即以周?chē)拇髿鈮簽榱泓c(diǎn)起算的壓力。
在電力電子裝置中，風(fēng)機(jī)把空氣吹向散熱器，從散熱片的縫隙中流過(guò)，這相當(dāng)于風(fēng)道截面由大變小，空氣流速增加，同時(shí)會(huì)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(dāng)?shù)囊徊糠诛L(fēng)機(jī)風(fēng)壓△Pt。與此相對(duì)應(yīng)的空氣流量即為此時(shí)實(shí)際風(fēng)量。
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