2+2MW电机试验电源系统的热控设计与结构优化

摘要

传统的同步发电机组试验电源系统因噪声大、耗能高、操作不方便且频率调节范围窄等因素制约电机行业的发展。而本文中2+2MW电机试验电源系统专门为大功率风力发电机试验而开发的,系统中有很多大功率器件,发热量大,温度高,因此合理的热设计对整个系统的稳定运行有着极其重要的意义。
　　 本文介绍了热设计的基础；再以2+2MW电机试验电源系统为研究对象,介绍了试验电源系统总体方案,通过采用热设计理论及公式对变压器和变流器功率模块进行了散热计算及分析,给出热设计初步方案,从而实现了对具有典型特性的变压器机柜和功率机柜的初步热设计,并推广为2+2MW试验电源系统各部分柜体进行散热方式的选择及结构设计；对2+2MW试验电源散热系统中的重要组成部分水冷系统作了简单的介绍。接下来重点运用了专业热分析软件Icepak对变压器机柜以及变流器功率模块进行了建模及数值模拟分析,在分析的基础上对散热方式及机柜和模块结构进行优化,以使散热效果达到最佳。同时根据数值模拟分析了各部分机柜的热设计,最终确定了2+2MW电机试验电源系统机柜组的结构。最后介绍了2+2MW试验电源的测试系统及远程监控系统,并运用测试系统对2+2MW试验电源散热系统各测试点温度进行了实时的检测,以验证热设计的正确性与可行性；同时运用远程监控系统对水循环系统进行监控,确保散热系统的正常运行。