摘 要:新型熱管散熱器與傳統熱管散熱器相比較。其性能試驗表明這種散熱器的熱阻為0.064℃/W,主要性能指標優于國內外同類熱管散熱器,使自冷散熱能力已達到較高的水平,對該技術在我國的推廣應用有很大的促進作用。
Abstract: The new heat pipe radiator with the traditional heat pipe radiator comparison. Its performance tests show that the radiator of the resistance to 0.064 ℃ / W, the main performance is superior to similar heat pipe radiator at home and abroad, bringing the cold cooling capacity has reached a higher level, the technology in China. Promote the use of a great role in promoting.
關鍵字:水平放置;間距增大;壓浪;自冷;
前 言
晶閘管自冷熱管散熱器是近幾十年才發展起來,在電力電子設備中應用的一種先進的高效散熱器件。眾多學者為了推進這一先進技術的實際應用,設計研制出各種結構的自冷熱管散熱器,在工程中也廣泛應用,通電800A以下的晶閘管采用自冷熱管散熱器已有十幾年之久,所用熱管散熱器的熱阻較高,無法應用在800A以上的晶閘管散熱當中。傳統的熱管散熱器重量較大,再加上該散熱器采用的是價格較昂貴的銅材和鋁材,使得散熱器的成本較高。隨著電力電子設備不斷向輕巧、便捷方向發展,要求設備重量輕、體積小。欲以這種自冷散熱器取代原有形式的散熱器,從而降低了成本。因此,改善現有熱管散熱器的結構,研制出一種高性能熱管散熱器具有重要的意義。
1、新型熱管散熱器的結構
1.1、晶閘管用自冷熱管散熱器的設計條件
額定電流為1000A,晶閘管管芯最高允許溫度120℃,最高環境溫度Ta=40℃,散熱器臺面溫度為Tr=85℃,散熱器與晶閘管壓接面直徑為63㎜。
散熱器的散熱功率P=700W。
散熱器熱阻Rx按下式計算:
Rx=(Tr-Ta)/P=0.064℃/W。
1.2、熱管散熱器的結構
1.2.1增大散熱片間距
將散熱片間距增大到16㎜,增大空氣流通,以降低熱管散熱器的熱阻。
1.2.2散熱片水平放置
強化傳熱要從熱阻大的環節入手的原則,將散熱器水平放置,空氣能夠豎直流通。
1.2.3散熱片壓浪
為了提高空氣與散熱片的接觸面積,在散熱片上壓浪(如圖1所示),從而提高了散熱能力,降低熱管散熱器的熱阻。
根據上述條件,設計并研制出了這種高性能的自冷熱管散熱器。
圖1:新型熱管散熱器散熱片
圖2:新型熱管散熱器測試圖
2 自冷熱管散熱器的性能試驗
為檢驗所設計研制的散熱器的性能,對散熱器進行了性能測試。
另外還制作了一個外形尺寸基本相同傾斜5.75°放置、散熱片沒壓浪、散熱片間距為8㎜的熱管散熱器即傳統散熱器,以便進行比較。單側散熱器是由9支φ16㎜熱管排布而成。散熱器外形如圖2所示。
采用晶閘管給散熱器加熱。加熱系統由穩壓器、調壓器和晶閘管組成。測試儀器由測溫表、電流表和電壓表組成,測溫表的熱電偶是由直徑為0.26㎜的銅絲制成。
散熱器測溫參考點的位置:
位置1:前面第二片散熱片的中間,距離散熱片上檐2㎝處。
位置2:后面第二片散熱片的中間,距離散熱片上檐2㎝處。
位置3:晶閘管陰極管殼。
測試時間:通電40分鐘。
測試裝置:導電排、隔板、塑料支架等。
環境溫度:17℃。
測試電流:1000A。
安裝方式:雙面。
冷卻形式:自冷。
3 測試結果對比
在測試條件完全相同的情況下對二種散熱器進行測試。
表1 :新型熱管散熱器與傳統熱管散熱器散熱數據對比表
4 節約材料
現如今能源、礦產極為短缺,節約材料成為當今頭等大事。新型熱管散熱器比傳統熱管散熱器節約鋁板約40%。其效果還優于傳統的熱管散熱器。
參考文獻:
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作者簡介:
隋 松(1982-),男,遼寧鞍山人,本科學歷,主要從事熱管散熱器的設計與研發(E-mail:ss820318@163.com)。