বায়ু শক্তি রূপান্তরকারী IGBT এর তাপ অপচয় কর্মক্ষমতা উপর গবেষণা

       বায়ু শক্তি রূপান্তরকারী অত্যন্ত উচ্চ এবং নিম্ন তাপমাত্রার ঘটনা প্রবণ, এবং ইনস্টলেশন স্থান অত্যন্ত সীমিত। সীমিত স্থানে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি, উচ্চ-বর্তমান IGBT মডিউলগুলির জন্য কীভাবে তাপ নষ্ট করা যায় তা বায়ু শক্তি রূপান্তরকারীর তাপ অপচয় ডিজাইনের মূল বিষয় হয়ে উঠেছে। বর্তমানে, বায়ু শক্তি রূপান্তরকারীর IGBT মডিউলগুলিতে প্রয়োগ করা তাপ অপচয় পদ্ধতিগুলির মধ্যে প্রধানত জোরপূর্বক বায়ু শীতলকরণ এবং জল শীতলকরণ অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। আইজিবিটি মডিউলটি স্বাভাবিকভাবে কাজ করার জন্য, আইজিবিটি মডিউলটির অপারেটিং তাপমাত্রা অনুমোদিত সর্বাধিক জংশন তাপমাত্রার মধ্যে রয়েছে তা নিশ্চিত করার জন্য এটিকে তাপ অপচয়ের জন্য ডিজাইন করা দরকার।
বাধ্যতামূলক এয়ার কুলিং ব্যবহার করে আইজিবিটি মডিউলগুলির তাপ অপচয়ের প্রয়োজনীয়তার দিকে লক্ষ্য রেখে, একটি ব্যবহারিক ক্ষতি গণনা পদ্ধতি চালু করা হয়েছে। বিভিন্ন কাজের অবস্থার অধীনে IGBT ক্ষতি গণনার ফলাফলগুলি ফ্লোথার্ম সফ্টওয়্যারে প্রতিস্থাপিত হয়, এবং সাধারণ রেডিয়েটর এবং হিট পাইপ রেডিয়েটারগুলির তাপীয় সিমুলেশন মডেল দুটির জন্য ব্যবহৃত হয় বিভিন্ন রেডিয়েটারের সিমুলেশন এবং তুলনামূলক বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। এরপরে, রূপান্তরকারী পণ্যের দুটি রেডিয়েটারের তাপ অপচয় কর্মক্ষমতা দুটি সমান্তরাল মডিউলের সমতুল্য তাপ প্রতিরোধের নেটওয়ার্ক দ্বারা গণনা করা হয়। উপরের মানটিকে সূত্রে প্রতিস্থাপন করলে (6), K/W পাওয়া যায়। রেডিয়েটারের গণনাকৃত তাপীয় প্রতিরোধের উপর ভিত্তি করে, সংশ্লিষ্ট রেডিয়েটার নির্বাচন করুন।
হিট সিঙ্কের আকারে সাধারণত সাধারণ রেডিয়েটর, জল-শীতল হিটসিঙ্ক এবং হিট পাইপ হিট সিঙ্ক অন্তর্ভুক্ত থাকে। কনভার্টার মেশিন সাইড বা গ্রিড সাইড এ, বি, সি থ্রি-ফেজ আইজিবিটি মডিউলের বায়ু নালী কেন্দ্রীভূত তাপ অপচয় পরিচালনা করে। ফোর্সড-এয়ার হিটসিঙ্ক ডিজাইনের জন্য, হিটসিঙ্কের নিজস্ব তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা কমানোর বিভিন্ন উপায় রয়েছে। চীনের অনেক পণ্ডিত রেডিয়েটারের তাপীয় প্রতিরোধের উপর রেডিয়েটার ফিনের উচ্চতা, বেধ এবং ঘনত্বের মতো পরামিতিগুলির প্রভাব অধ্যয়ন করেছেন এবং এখানে তাদের পুনরাবৃত্তি করবেন না। রেডিয়েটরের তাপ অপচয় ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করার জন্য ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে সাধারণত ব্যবহৃত আরেকটি পদ্ধতি হল রেডিয়েটর সাবস্ট্রেটে তাপ পাইপগুলি এম্বেড করা, কিন্তু সমস্যা হল খরচ বেড়ে যায়। এখানে, মেশিন সাইড এবং কনভার্টারের গ্রিড সাইড উভয়ই SVPWM পদ্ধতি অবলম্বন করে। পরীক্ষায়, অভ্যন্তরীণ সমন্বিত এনটিসি মডিউলের তাপমাত্রা বৃদ্ধির ডেটা সংগ্রহ করতে ব্যবহৃত হয় এবং জংশন তাপমাত্রা নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা গণনা করা যেতে পারে: রেডিয়েটারের পরীক্ষামূলক ডেটা থেকে, এটি দেখা যায় যে যখন কারেন্ট ছোট হয় , মোট শক্তি খরচ ছোট, এবং দুটি রেডিয়েটারের মধ্যে তাপ অপচয় কর্মক্ষমতা পার্থক্য বড় নয়। 450A-এ, IGBT মডিউলের তাপমাত্রা বৃদ্ধি প্রায় 10 ফুট পরিবর্তিত হয়।

সিমুলেশন বিশ্লেষণটি এই শর্তে করা হয়েছিল যে মডিউলের এয়ার ইনলেটে বাতাসের গতি 7m/s, এবং মডিউলের বর্তমান 100A থেকে 500A পর্যন্ত। সারণী 1 তাপ পাইপ রেডিয়েটারের পরীক্ষামূলক চিপের জংশন তাপমাত্রা এবং সিমুলেটেড চিপের জংশন তাপমাত্রার তুলনামূলক ডেটা দেখায়। এটি দেখা যায় যে পরীক্ষামূলক ডেটা সিমুলেশন ফলাফলের সাথে ভাল চুক্তিতে রয়েছে এবং সিমুলেশন সফ্টওয়্যারটি চিপের জংশন তাপমাত্রাকে সঠিকভাবে অনুকরণ করতে পারে।
b হল একই মডিউল কারেন্ট এবং একই মডিউল ক্ষতির অধীনে পরিবর্তনশীল বায়ু গতির অবস্থার অধীনে চিপ জংশন তাপমাত্রার সিমুলেশন ফলাফলের তুলনা। এটি দেখা যায় যে বাতাসের গতি বাড়ার সাথে সাথে চিপ জংশনের তাপমাত্রা হ্রাস পায়। উচ্চ বর্তমান অবস্থার অধীনে, উচ্চ বাতাসের গতি, বৃহত্তর চিপ তাপমাত্রা বড় ড্রপ.
সিমুলেশন ডেটা বিশ্লেষণ বর্তমান/এ পরীক্ষামূলক চিপ জংশন তাপমাত্রা/টি সিমুলেশন চিপ জংশন তাপমাত্রা পুনরায় ত্রুটি/(ক) মডিউল তাপমাত্রা বৃদ্ধি পরীক্ষামূলক পরীক্ষা এবং সিমুলেশন তরঙ্গরূপ 5 উপসংহার IGBT মডিউল ক্ষতি গণনা করার জন্য একটি ব্যবহারিক পদ্ধতি এখানে বায়ু শক্তি রূপান্তরকারী পদ্ধতির জন্য চালু করা হয়েছে, এবং ফ্লোথেম সফ্টওয়্যারে ক্ষতি গণনা ফলাফল আমদানি করুন। সিমুলেশন বিশ্লেষণ এবং পরীক্ষামূলক পরীক্ষার ডেটার তুলনার মাধ্যমে, দুটি রেডিয়েটারের তাপ অপচয় কর্মক্ষমতার পার্থক্য তুলনা ও বিশ্লেষণ করা হয়েছিল এবং তাত্ত্বিক গণনা এবং সিমুলেশন মডেলের সঠিকতা যাচাই করা হয়েছিল। একই সময়ে, পরিবর্তনশীল বায়ু ভলিউমের অবস্থার অধীনে রেডিয়েটারের তাপ অপচয় কর্মক্ষমতা সিমুলেশন বক্ররেখা দেওয়া হয়, যা বায়ু শক্তি রূপান্তরকারী আইজিবিটি রেডিয়েটার নির্বাচনের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ রেফারেন্স প্রদান করে।