大功率晶閘管用水冷板的優化設計
孫鳳玉
（上海軌道交通設備發展有限公司，上海 200245）
摘 要：大功率晶閘管是高壓直流輸電裝置的關鍵部件。根據大功率晶閘管的高散熱要求，設計一種帶有內部強化換熱結構的水冷板。采用數值模擬的方法分析了水冷板在不同流量、不同的熱源大小和不同的流體等參數下的熱性能，提出了在高發熱區域采用了強化換熱結構的三維流動傳熱的水冷板，并對局部結構進行優化，使得晶閘管的溫度降低并且均勻，可確保晶閘管的運行安全和保障使用壽命。
關鍵詞：水冷板；晶閘管；數值模擬
中圖分類號：TN34 文獻標識碼：B 文章編號：1007-3175(2020)10-0039-04
Optimization Design of Water Cold Plate for High Power Thyristor
SUN Feng-yu
（Shanghai Rail Traffic Equipment Development Co., Ltd, Shanghai 200245, China）
Abstract: High power thyristor is the central component of the HVDC convertor station. Base on the cooling requirements for utilization of high power thyristors, the water cold plate with enhanced heat transfer structure is designed. The thermal performance of water cold plate under different flow rate, different heat source size and different fluid are studied with numerical simulation. The three-dimensional flow heat transfer water-cooled plate with enhanced heat transfer structure is proposed in the high heating area. The local structure is optimized to make the temperature lower and uniform in the thyristor. The operation safely of thyristor is ensured and service life is guaranteed.
Key words: water cold plate; thyristor; numerical simulation
參考文獻
[1] 李俠，SACHS G，UDER M.±800 kV特高壓直流輸電用6 英寸大功率晶閘管換流閥[J]. 高壓電器，2010，46(6)：1-5.
[2] 尉健翔，張金友. 散熱對晶閘管使用壽命的影響[J]. 電子元器件應用，2001，3(3)：26-27.
[3] 吳文偉，盧志敏，柯情育，等. 靜止無功補償裝置采用密閉式循環純水冷卻系統提高安全可靠性[J].中國電力，2006，39(5)：36-40.
[4] 許根富，尚立新. 高壓晶閘管換流閥外水冷系統分析[J]. 中國電力，2009，42(12)：42-44.
[5] 陳建業. 大功率電力電子裝置冷卻系統的原理與應用[J]. 國際電力，2002，6(4)：48-52.
[6] 熊輝，邵云，顏驥，等. 基于Fluent的6 英寸晶閘管水冷散熱器設計及優化[J]. 大功率變流技術，2013(4)：22-27.
[7] 丁杰，張平. 晶閘管水冷散熱器的熱仿真與實驗[J]. 機械設計與制造，2016(7)：177-180.
[8] 黃偉，馮維，王海峰，等. 直流換流閥單元模塊蒸發冷卻系統的仿真分析與試驗[J]. 電工技術學報，2017，32(2)：264-270.
[9] 張建彪，黃華，張翔，等. 高壓直流換流閥晶閘管結溫計算研究[J]. 電工電氣，2017(8)：24-26.
[10] MORUZZI Marco.Thermal Transfer Device with Spiral Fluid Pathways：US2011/027352[P]. 2012-09-13.
