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大功率晶閘管高效自冷熱管散熱器的散熱性能試驗(yàn)

時(shí)間:2008-12-24 11:43:42來源:fenghy

導(dǎo)語:?新型熱管散熱器與傳統(tǒng)熱管散熱器相比較。其性能試驗(yàn)表明這種散熱器的熱阻為0.064℃/W,主要性能指標(biāo)優(yōu)于國內(nèi)外同類熱管散熱器,使自冷散熱能力已達(dá)到較高的水平,對(duì)該技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用有很大的促進(jìn)作用
摘 要:新型熱管散熱器與傳統(tǒng)熱管散熱器相比較。其性能試驗(yàn)表明這種散熱器的熱阻為0.064℃/W,主要性能指標(biāo)優(yōu)于國內(nèi)外同類熱管散熱器,使自冷散熱能力已達(dá)到較高的水平,對(duì)該技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用有很大的促進(jìn)作用。   Abstract: The new heat pipe radiator with the traditional heat pipe radiator comparison. Its performance tests show that the radiator of the resistance to 0.064 ℃ / W, the main performance is superior to similar heat pipe radiator at home and abroad, bringing the cold cooling capacity has reached a higher level, the technology in China. Promote the use of a great role in promoting. 關(guān)鍵字:水平放置;間距增大;壓浪;自冷; 前 言   晶閘管自冷熱管散熱器是近幾十年才發(fā)展起來,在電力電子設(shè)備中應(yīng)用的一種先進(jìn)的高效散熱器件。眾多學(xué)者為了推進(jìn)這一先進(jìn)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,設(shè)計(jì)研制出各種結(jié)構(gòu)的自冷熱管散熱器,在工程中也廣泛應(yīng)用,通電800A以下的晶閘管采用自冷熱管散熱器已有十幾年之久,所用熱管散熱器的熱阻較高,無法應(yīng)用在800A以上的晶閘管散熱當(dāng)中。傳統(tǒng)的熱管散熱器重量較大,再加上該散熱器采用的是價(jià)格較昂貴的銅材和鋁材,使得散熱器的成本較高。隨著電力電子設(shè)備不斷向輕巧、便捷方向發(fā)展,要求設(shè)備重量輕、體積小。欲以這種自冷散熱器取代原有形式的散熱器,從而降低了成本。因此,改善現(xiàn)有熱管散熱器的結(jié)構(gòu),研制出一種高性能熱管散熱器具有重要的意義。 1、新型熱管散熱器的結(jié)構(gòu)   1.1、晶閘管用自冷熱管散熱器的設(shè)計(jì)條件   額定電流為1000A,晶閘管管芯最高允許溫度120℃,最高環(huán)境溫度Ta=40℃,散熱器臺(tái)面溫度為Tr=85℃,散熱器與晶閘管壓接面直徑為63㎜。   散熱器的散熱功率P=700W。   散熱器熱阻Rx按下式計(jì)算:   Rx=(Tr-Ta)/P=0.064℃/W。   1.2、熱管散熱器的結(jié)構(gòu)   1.2.1增大散熱片間距   將散熱片間距增大到16㎜,增大空氣流通,以降低熱管散熱器的熱阻。   1.2.2散熱片水平放置   強(qiáng)化傳熱要從熱阻大的環(huán)節(jié)入手的原則,將散熱器水平放置,空氣能夠豎直流通。   1.2.3散熱片壓浪   為了提高空氣與散熱片的接觸面積,在散熱片上壓浪(如圖1所示),從而提高了散熱能力,降低熱管散熱器的熱阻。   根據(jù)上述條件,設(shè)計(jì)并研制出了這種高性能的自冷熱管散熱器。
圖1:新型熱管散熱器散熱片
圖2:新型熱管散熱器測(cè)試圖
2 自冷熱管散熱器的性能試驗(yàn)   為檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)研制的散熱器的性能,對(duì)散熱器進(jìn)行了性能測(cè)試。   另外還制作了一個(gè)外形尺寸基本相同傾斜5.75°放置、散熱片沒壓浪、散熱片間距為8㎜的熱管散熱器即傳統(tǒng)散熱器,以便進(jìn)行比較。單側(cè)散熱器是由9支φ16㎜熱管排布而成。散熱器外形如圖2所示。   采用晶閘管給散熱器加熱。加熱系統(tǒng)由穩(wěn)壓器、調(diào)壓器和晶閘管組成。測(cè)試儀器由測(cè)溫表、電流表和電壓表組成,測(cè)溫表的熱電偶是由直徑為0.26㎜的銅絲制成。   散熱器測(cè)溫參考點(diǎn)的位置:   位置1:前面第二片散熱片的中間,距離散熱片上檐2㎝處。   位置2:后面第二片散熱片的中間,距離散熱片上檐2㎝處。   位置3:晶閘管陰極管殼。   測(cè)試時(shí)間:通電40分鐘。   測(cè)試裝置:導(dǎo)電排、隔板、塑料支架等。   環(huán)境溫度:17℃。   測(cè)試電流:1000A。   安裝方式:雙面。   冷卻形式:自冷。 3 測(cè)試結(jié)果對(duì)比   在測(cè)試條件完全相同的情況下對(duì)二種散熱器進(jìn)行測(cè)試。
表1 :新型熱管散熱器與傳統(tǒng)熱管散熱器散熱數(shù)據(jù)對(duì)比表
4 節(jié)約材料   現(xiàn)如今能源、礦產(chǎn)極為短缺,節(jié)約材料成為當(dāng)今頭等大事。新型熱管散熱器比傳統(tǒng)熱管散熱器節(jié)約鋁板約40%。其效果還優(yōu)于傳統(tǒng)的熱管散熱器。   參考文獻(xiàn):   [1] 劉鑒民編著.傳熱傳質(zhì)原理及其在電力科技中的應(yīng)用分析:第一版.北京.中國電力出版社。   [2] 莊俊、張紅編著.熱管技術(shù)及其工程應(yīng)用:第一版.北京.化學(xué)工業(yè)出版社工業(yè)裝備與信息工程出版中心。   [3](日)池田義雄等編著,商改宋,李鵬齡譯.實(shí)用熱管技術(shù):第一版.北京.化學(xué)工業(yè)出版社。   [4] (蘇) 伊凡諾夫斯基( Ivanovskii,M. N.) 等編著.熱管的物理原理:第一版.北京.中國石化出版社。   [5] (美) 紀(jì)(Chi,S.W.)編著.熱管理論與實(shí)用:第一版.北京.科學(xué)出版社。   作者簡介:   隋 松(1982-),男,遼寧鞍山人,本科學(xué)歷,主要從事熱管散熱器的設(shè)計(jì)與研發(fā)(E-mail:ss820318@163.com)。

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