高压全膜电容器的热分析与改进措施研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.010

电器与能效管理技术 ›› 2024, Vol. 0 ›› Issue (10): 59-64.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.10.010

高压全膜电容器的热分析与改进措施研究

叶泽韬¹, 李晓军², 郑艳文³, 胡晨昊¹, 胡斯登¹

1.浙江大学电气工程学院, 浙江杭州 310027
2.宁波市江北九方和荣电气有限公司, 浙江宁波 315300
3.卧龙电气驱动集团股份有限公司, 浙江绍兴 312300

收稿日期:2024-06-26 出版日期:2024-10-30 发布日期:2024-12-12
作者简介:叶泽韬(2003—),男,硕士研究生,研究方向为电力电子技术。|李晓军(1973—),男,高级工程师,主要从事电容器的设计管理及研发工作。|郑艳文(1983—),男,高级工程师,博士,主要从事大容量变流器设计方法及应用研究。
基金资助:
中央高校基本科研业务费专项资金资助(226-2024-00072)

Thermal Analysis and Improvement Method Research on High Voltage Full Film Capacitor

YE Zetao¹, LI Xiaojun², ZHENG Yanwen³, HU Chenhao¹, HU Sideng¹

1. College of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
2. Ningbo Jiangbei Gofront Herong Electric Co., Ltd., Ningbo 315300, China
3. Wolong Electric Group Co., Ltd., Shaoxing 312300, China

Received:2024-06-26 Online:2024-10-30 Published:2024-12-12

摘要/Abstract

摘要：

掌握温度场分布规律是增强电容器稳定运行性能的重要环节与技术难点。结合某型高压全膜电容器结构特征,采用有限体积法进行三维温度场分布求解,获得复杂电容器内部最热点温度及对应位置,并研究温度参数与分布特点。在此基础上,为增强电容器的散热能力,提出新增散热流道与增加元件铝箔厚度的改进方案。研究表明,所采用的三维温度场分析能够准确反映电容器内部温度特性,所提出的改进措施可有效降低易击穿点温度达33.6%。

关键词: 高压全膜电容器, 温度场, 热分析, 改进措施

Abstract:

Mastering the distribution law of temperature field is an important link and technical difficulty in enhancing the stable operational performance of capacitors.Combined the structural characteristics of a certain type of high voltage full film capacitor,using the finite volume method to solve the three-dimensional temperature field distribution,the hottest temperature and corresponding position is obtained inside the complex capacitor,and its temperature parameters and distribution characteristics are studied.On this basis,in order to enhance the heat dissipation capacity of the capacitor,the improvement plans are proposed by adding new heat dissipation channels and increasing the thickness of component aluminum foil.The study indicates that the used three-dimensional temperature field analysis can accurately reflect the internal temperature characteristics of the capacitor,and the proposed improvement measures can effectively reduce the temperature of breakdown points by 33.6%.

Key words: high voltage full film capacitor, temperature field, thermal analysis, improvement measures

中图分类号:

TM53

叶泽韬, 李晓军, 郑艳文, 胡晨昊, 胡斯登. 高压全膜电容器的热分析与改进措施研究[J]. 电器与能效管理技术, 2024, 0(10): 59-64.

YE Zetao, LI Xiaojun, ZHENG Yanwen, HU Chenhao, HU Sideng. Thermal Analysis and Improvement Method Research on High Voltage Full Film Capacitor[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2024, 0(10): 59-64.

图/表 17

图1

图2

图3

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表1

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图8

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参考文献 11

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材料	导热系数/ (W·m^-1·K^-1)	恒压热容/ (J·kg^-1·K^-1)	密度/ (kg·m^-3)
铜管	400	385	8 960
铝箔/铝合金外壳	238	900	2 700
聚丙烯薄膜	0.129	1 574	9
绝缘电工纸板	0.171	1 500	1 250

方向	导热系数/ (W·m^-1·K^-1)	恒压热容/ (J·kg^-1·K^-1)	密度/ (kg ·m^-3)
x方向	2.520	2 182	336
y方向	0.234	2 182	336
z方向	15.000	2 182	336

参数		数值
热耗率/W		1 700
外壳热通量对流系数/ (W·m^-2·K^-1)	四周	5
	顶部	9
	底部	4
环境温度/℃		20
冷却水温度/℃		35
冷却水流速/(m·s^-1)		3.2

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Thermal Analysis and Improvement Method Research on High Voltage Full Film Capacitor

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