基于多岛遗传算法的全封闭变流器散热结构优化

赵万东，于博，刘畅

（珠海格力电器股份有限公司，空调设备与系统运行节能国家重点实验室，广东珠海 519000）

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变流器是一种对电能进行交直流相互转换的电能转换装置，是太阳能、风能发电系统、直流微电网、轨道交通供电、柔性输配电系统中的重要核心部件。变流器工作环境复杂多变，对高防护等级、高可靠性变流器的需求是行业发展的主要方向，高防护等级意味着变流器需采用全封闭的设计方式，以达到防水、防尘及防虫的“三防”要求，高可靠性意味着变流器需采取被动式自然对流的散热方式，以减小冷却系统故障带来的不确定性，但在全封闭的设计前提下，变流器内部元器件产生的大量热量难以及时排出，且自然对流的散热效果相对较弱，如果散热结构设计不合理，会造成变流器工作性能衰减，严重时甚至发生内部元器件过热烧毁，致使变流器永久损坏[1]，因此，自然对流工况下全封闭变流器的散热结构设计非常重要。

国内外学者针对变流器散热结构设计已开展了大量研究工作。JONG 等[2]提出了采用“热管理损失密度”与“热设计等级”两项指标来评价电能转换装置热管理效率的方法，为热管理技术及方案的选择提供了全新的思路。DEVOTO[3]对变流器中功率模块的单相液冷系统进行了详细的设计，在液冷板流道中添加了塑料内插物进行换热强化，研究了内插物结构参数、制冷剂配比和热物性参数变化等因素对液冷系统散热性能的影响，结果表明，该单相液冷系统能够满足功率模块的散热需求，但未验证系统的长期可靠性。……