变频器中甘南干式变压器两大问题分析
要把热量从变频器中带出来,可以借助的介质一般有三种:空气、水、油。高压变频器的发热部件主要是两部分:一是甘南干式变压器,二是功率元件。甘南干式变压器在早期主要采用油冷却方式,即把甘南干式变压器浸泡在油箱中,由于油比空气的比热大、绝缘强度高,所以这种散热方式目前在大功率甘南干式变压器上还是主流。
但是,由于油品需要维护,引出线处的密封不好解决,随着绝缘材料的进步,在功率等级,甘南干式变压器已经占主导地位。甘南干式变压器借助于空气进行冷却。甘南干式变压器还可以采用水冷的方式,即将甘南干式变压器的线圈做成中空的,内部通纯净水,利用纯净水带走热量。
二、甘南干式变压器设计的基本问题是什么?
甘南干式变压器设计的基本问题是磁通和电流密度。甘南干式变压器的电流与容量成正比,电流密度的大小(即导线的粗细)按照导体的发热量来考虑。对于磁通,电磁学的基本关系式为u=4.44fwΦ,其中u为电压;f为频率,在这里为50Hz,定值;w为线圈的匝数;Φ是磁通量。由于硅钢片的磁通密度B受到材料的限制,一般仅能设计到1.4-1.8特斯拉,而Φ=,所以,要增大Φ,一般只能增大铁芯的截面积。
甘南干式变压器的铁芯一般为干式柱式,铁芯的截面积按照上述公式可以确定,铁芯窗口的大小则要考虑把线圈放进去为原则。
容量越大的甘南干式变压器,导线越粗,铁芯的窗口就需要越大。在甘南干式变压器的设计中,铜和铁的用量可以均衡考虑。因为一旦甘南干式变压器的容量确定了,电流就确定了,导线的粗细也就确定了,增大匝数W,磁通Φ就可以小一些,铁芯的截面积就可以小一些,但是要把这些匝数绕进去,铁芯的窗口要大一些;相反,减小匝数W,磁通Φ就要大一些,铁芯的截面积要大一些,但是铁芯的窗口可以小一些。