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散热方案选择可影响光伏逆变器寿命2-3倍

2014-11-13 15:08
水墨黯月
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  采用不同的散热方式,将影响逆变器内各元器件的工作环境温度,进而直接关联各元器件及整机的寿命和故障率。温度对各主要元器件及产品寿命有多大影响?针对风冷自冷方案优劣讨论较多的组串型逆变器,通过产品实际比较,优劣更显而易见。

  针对组串型光伏逆变器,业内在风冷自冷散热方案优劣上各有见解。本文分别取市场在销售的国内代表品牌30KW风冷组串光伏逆变器,和20KW自冷组串光伏逆变器(含内扰风扇,用于均匀机箱内部温度)为样本,分析风冷自冷方案对逆变器的寿命影响。

  1、 风冷/自冷散热方式下内部器件的工作环境温度

  选取两个产品样本在同等的正常工作环境下满载稳定运行,测试收集设备内部各关键元器件温度值如下表1。

表1:满载工作时内部各器件环境温度

  (稳定运行在480V直流电压、400V交流电压、50℃环境温度下)

  30KW风冷逆变器 20KW自冷逆变器
机器内部空气温度  71℃ 81.5℃
膜电容 72.3℃   85.4℃
电解电容 72.5℃ 80.3℃
逆变模块NTC温度 86.6℃  95.2℃
风扇入口 50℃ 72.81℃

  从实测数据比较看,同等工作环境满载稳定运行,20KW自冷逆变器较30KW风冷逆变器机箱内各器件工作温度要高10℃左右。

  2、关键器件工作温度与寿命的比较分析

  2.1、膜电容寿命对比分析

  根据对样本产品的内部温度实测数据,假定纹波电流相同,以1.1倍额定电压工作(曲线倾斜度一致,便于读值选取1.1倍,不影响比较结果),根据图1曲线可获得两者膜电容寿命对比如表2。

  图1 膜电容寿命与温度关系曲线

  表2:膜电容寿命对比表          

  壳温 寿命曲线值 折算寿命
30KW风冷逆变器 72℃   40000h 18年
20KW自冷逆变器 85℃  13000h 6年

   在关键器件膜电容上,风冷散热工作环境下的器件寿命,是自冷散热工作环境下的器件寿命的三倍。

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