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關(guān)于組串式逆變器高防護(hù)戶外風(fēng)扇的探討
日期:2015-10-08   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:linpher 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
一、 引言

隨著分布式光伏的大力發(fā)展,25kW~60kW功率等級(jí)的組串式逆變器在工商業(yè)屋頂及小型山丘電站上得以廣泛應(yīng)用。為了提高逆變器的散熱性能,延長(zhǎng)逆變器的實(shí)際使用壽命,主流25kW以上功率等級(jí)的組串式逆變器大都采用IP65高防護(hù)能力的戶外型風(fēng)扇散熱。由于組串式逆變器一般就近安裝在組件的下方或旁邊,面臨風(fēng)吹日曬,甚至沙塵等惡劣使用環(huán)境的挑戰(zhàn),組串式逆變器所配置的外部風(fēng)扇是否能滿足戶外使用所要求的防水、防塵及鹽霧要求呢?筆者接下來(lái)帶領(lǐng)大家對(duì)國(guó)內(nèi)某知名組串式逆變器廠家所選用高防護(hù)戶外風(fēng)扇進(jìn)行深入的剖析。

二、 組串式逆變器風(fēng)扇散熱的必要性

《散熱方案選擇主要取決于逆變器功率》一文從理論分析認(rèn)為:當(dāng)組串式逆變器單機(jī)功率大于25kW時(shí),散熱熱流密度較大,從散熱效果的角度采用強(qiáng)制風(fēng)冷散熱方式更為適宜。《不同散熱方式組串式逆變器散熱能力調(diào)查》一文則通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比不同散熱方式的兩廠家組串式逆變器散熱能力發(fā)現(xiàn),在同樣的環(huán)境溫度下,強(qiáng)制風(fēng)冷的逆變器內(nèi)部環(huán)境溫度及核心器件溫度比自然冷卻的逆變器低約20℃左右,強(qiáng)制風(fēng)冷的逆變器散熱性能更優(yōu),實(shí)際使用壽命更有保障,逆變器可在較高的環(huán)境溫度下滿功率輸出,保證發(fā)電量。國(guó)內(nèi)某光伏電站運(yùn)行狀況調(diào)研發(fā)現(xiàn),采用自然冷卻方式的組串式逆變器由于散熱性能差,高溫環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)降額運(yùn)行,導(dǎo)致逆變器發(fā)電量損失。再次驗(yàn)證了“當(dāng)組串式逆變器單機(jī)功率大于25kW時(shí),采用強(qiáng)制風(fēng)冷散熱方式更為適宜”設(shè)計(jì)觀點(diǎn)的正確性。筆者通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)主流逆變器廠家25kW功率等級(jí)以上的產(chǎn)品大都采用強(qiáng)制風(fēng)冷散熱方式,如SMA、Sungrow、Delta等,并采用IP65高防護(hù)等級(jí)的戶外型風(fēng)扇,以滿足逆變器IP65防護(hù)等級(jí)前提下,提高逆變器的散熱性能。

三、 此風(fēng)扇非彼風(fēng)扇之防護(hù)篇

世界上第一臺(tái)風(fēng)扇起源于1880年,美國(guó)人舒樂首次將葉片裝在電動(dòng)機(jī)上后接通電源,葉片飛速轉(zhuǎn)動(dòng),陣陣涼風(fēng)撲面而來(lái)。部分人對(duì)風(fēng)扇印象可能還停留在風(fēng)扇噪音大,防水防塵能力差,線圈容易生銹,使用壽命短,容易壞的階段。但隨著風(fēng)扇使用場(chǎng)合的多樣化,使用環(huán)境對(duì)風(fēng)扇防護(hù)設(shè)計(jì)及壽命不斷提出挑戰(zhàn),經(jīng)過(guò)風(fēng)扇廠家的不斷設(shè)計(jì)創(chuàng)新,風(fēng)扇防護(hù)能力及壽命得以大大提高。目前高防護(hù)、長(zhǎng)壽命的戶外型風(fēng)扇已應(yīng)用在通信電信、電力電子等領(lǐng)域。此風(fēng)扇所指為組串式逆變器采用的高防護(hù)戶外風(fēng)扇,而彼風(fēng)扇所指為傳統(tǒng)的普通無(wú)防護(hù)風(fēng)扇或低防護(hù)風(fēng)扇,二者的性能有一定差異,需要對(duì)兩種風(fēng)扇進(jìn)行深入剖析,以改變?nèi)藗儗?duì)風(fēng)扇的固有印象。

3.1 風(fēng)扇高防護(hù)工藝介紹

高防護(hù)戶外風(fēng)扇主要由框架﹑扇葉﹑PCB板、定子、轉(zhuǎn)子、軸承六部分組成。風(fēng)扇防護(hù)工藝主要是針對(duì)內(nèi)部線圈及PCB板上的電子部件進(jìn)行保護(hù)。普通無(wú)防護(hù)風(fēng)扇或低防護(hù)的風(fēng)扇,風(fēng)扇線圈繞組及部分電子器件直接暴露在空氣中,如圖1(a)所示,由于防護(hù)等級(jí)較低,若PCB板上電子器件接觸濕氣或灰塵堆積,極易導(dǎo)致風(fēng)扇失效,同時(shí)風(fēng)扇線圈長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中也會(huì)導(dǎo)致生銹。與低防護(hù)風(fēng)扇的防護(hù)工藝相比,高防護(hù)戶外風(fēng)扇采用環(huán)氧樹脂或硅膠對(duì)整個(gè)風(fēng)扇線圈和PCB板進(jìn)行完全密封,完全杜絕濕氣、灰塵、鹽霧等對(duì)繞組及電子器件的影響,能夠達(dá)到IEC60529標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IP65以上防護(hù)等級(jí),完全可以放置在戶外使用,如圖1(b)所示。

圖1 風(fēng)扇的防護(hù)工藝

為了從實(shí)驗(yàn)的角度再次驗(yàn)證高防護(hù)戶外風(fēng)扇的防護(hù)性能,筆者選取了嶄新的主流高防護(hù)戶外風(fēng)扇以及在某光伏電站使用了3年的高防護(hù)戶外風(fēng)扇作為試驗(yàn)樣品,進(jìn)行防水、防沙塵、防鹽霧能力測(cè)試,通過(guò)檢測(cè)高防護(hù)戶外風(fēng)扇測(cè)試前后的轉(zhuǎn)速、電流、絕緣電阻等核心電氣指標(biāo),發(fā)現(xiàn)測(cè)試前后核心電氣指標(biāo)在誤差范圍內(nèi),完全符合IEC60529標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IP65防護(hù)等級(jí)的設(shè)計(jì)要求。
 
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