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大MW风电变流器用液冷散热器技术

发布时间: 2021-11-18

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术服务
成果类型: 新品种,外观设计,新技术
行业领域:
新能源产业
成果介绍

风机机组机舱的内存在用于处理电流的变流器,其主要由IGBT模块组成。变流器通常被安装在变电柜内,工作时会产生大量的热量。而目前,热失效已经成为电子设备的主要失效形式之一。据统计,电子设备的失效有55%是温度超过允许值而引起的。著名的10℃法则指出:电子器件的可靠性与温度是密切相关的,当温度为70℃~80℃时,每上升10℃,其可靠性下降50%。持续性的高温轻则影响设备运行状况,降低机组运行效率,重则引起火灾,烧毁机组。因此,如果不能有效地解决电子器件的散热问题,对风电机组运行增加了不少安全隐患。而风电机舱内结构紧凑,狭小的空间更给散热增加了困难。对于一些功率比较小,持续工作时间较短的工况,风冷散热系统尚且可以满足散热要求。而随着设备的更新,特高压并网而使其无需弃风时,风冷系统已无法满足满载工作时的散热需求。因此,采用液冷散热显得极为重要。

风电变流器用液冷散热器相关产品在2020年度销售额约为1500万元,2021年的相关产品销售额截至2021年9月底为1800万,预计2021年底销售额为2500万。具有良好的发展前景。经济效益的提升也带动了就业,新增研发人员5人,全为本科及以上。新增技术人员8人,本科比例为75%。另新增其他岗位12人。

该高性能液冷散热器的开发主要由先进的流道设计和精湛的加工工艺完成:祥博使用分区域散热的理念,在发热量高的位置采用高散热性能高阻力的设计方法,在低发热量的位置采用低散热性能低阻力的方法。从而保证了“好钢用在刀刃上”,散热器的综合性能最优;光有好的设计方案,没有好的加工工艺也不能让产品从图纸到落地。祥博传热是国内首家通过EN15085焊接认证体系的企业,装备有国内先进的搅拌摩擦焊和真空钎焊设备,操作人员均为行业内有10多年焊接经验的熟练工人,他们针对风电变流器用液冷散热器的特点,经过研究,找到了最适合该类型散热器生产的温度,从而保证了散热器的加工质量。为了保护我们的科研成果,我们申请了专利来予以保护,专利列表如下:

(1)  一种高效水冷散热器 ZL201920612954.6;

(2)  双极板用流场式散热装置ZL202021537491.0;

(3)  一种绝缘液冷板ZL202020428193.1;

(4)  一种新型水冷式散热器ZL201621262213.2。

大MW风电变流器用液冷散热器具有良好的发展前景,随着行业内风电机组容量的不断扩大,高质量的产品具有极好的推广价值,可以被应用到各类风电机组上,且其高质量散热器可以被应用到其他有高散热需求的场合。随着变流器等大功率器件的热功耗不断增加,散热方式也可能会再次改变,祥博早已开始研究下一代的液冷散热设备,以应对未来的热管理挑战。

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