Investigación y análisis de equipos de disipación de calor por enfriamiento líquido para módulos de transistores bipolares de puerta aislada de convertidores de energía eólica basados en el método de análisis de elementos finitos
Autores: Zhu, Xinyu; Hu, Xue; Zhang, Lixin; Li, Wenchun; Gong, Lijiao; Yu, Wenhao; Wang, Haonan; Chen, Feng; Zhang, Xinwang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación y análisis de equipos de disipación de calor por enfriamiento líquido para módulos de transistores bipolares de puerta aislada de convertidores de energía eólica basados en el método de análisis de elementos finitos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Estudio
Modelo de simulación
Placa de refrigeración líquida
Módulos IGBT
Convertidores de energía eólica
Disipadores de calor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo principal de este estudio es desarrollar un modelo de simulación para una placa de enfriamiento líquido (LCP) para módulos de transistor bipolar de puerta aislada (IGBT), con el fin de reducir la temperatura de operación de los convertidores de energía eólica (WPC). El impulso inicial para este estudio fue la observación de que la eficiencia de conversión de energía de un WPC disminuye cuando la temperatura de operación del módulo IGBT supera un umbral crítico. Se modelaron tres LCP, con y sin disipadores de calor, bajo condiciones extremas utilizando el método de simulación de elementos finitos. El efecto del número y la altura de las aletas sobre la eficacia del enfriamiento se evaluó a través de la simulación y análisis del modelo LCP con disipadores de calor. Los resultados demuestran que la configuración óptima, que comprende cinco aletas de 10 mm y 13 soportes de 10 mm, puede lograr las siguientes reducciones: temperatura máxima en 11.4 K, eficiencia de disipación de calor en 3.33%, caída de presión en 10.6 KPa y potencia de la bomba en 31.00%. Además, los hallazgos sugieren que el número de aletas tiene un impacto significativo en las fluctuaciones de temperatura, mientras que la altura de las aletas ejerce una influencia notablemente significativa en la caída de presión.
Descripción
El objetivo principal de este estudio es desarrollar un modelo de simulación para una placa de enfriamiento líquido (LCP) para módulos de transistor bipolar de puerta aislada (IGBT), con el fin de reducir la temperatura de operación de los convertidores de energía eólica (WPC). El impulso inicial para este estudio fue la observación de que la eficiencia de conversión de energía de un WPC disminuye cuando la temperatura de operación del módulo IGBT supera un umbral crítico. Se modelaron tres LCP, con y sin disipadores de calor, bajo condiciones extremas utilizando el método de simulación de elementos finitos. El efecto del número y la altura de las aletas sobre la eficacia del enfriamiento se evaluó a través de la simulación y análisis del modelo LCP con disipadores de calor. Los resultados demuestran que la configuración óptima, que comprende cinco aletas de 10 mm y 13 soportes de 10 mm, puede lograr las siguientes reducciones: temperatura máxima en 11.4 K, eficiencia de disipación de calor en 3.33%, caída de presión en 10.6 KPa y potencia de la bomba en 31.00%. Además, los hallazgos sugieren que el número de aletas tiene un impacto significativo en las fluctuaciones de temperatura, mientras que la altura de las aletas ejerce una influencia notablemente significativa en la caída de presión.