模块作为逆变器最为核心器件,其工作时内部结温直接影响使用寿命,图2是英飞凌提供的晶元结温与寿命对应关系曲线。
图2:模块寿命与结温的关联曲线
根据表1中样本1和样本2模块的内部温度,推算出模块结温和两者模块寿命对比如表3(推算过程专业性强,这里不在赘述)。
表3:模块温度和寿命的影响
由上表可见,在实验条件下,关键器件模块,温度较低的样本1寿命是温度较高的样本2的1.7倍,但均未达到25年的预期寿命。
2.3温度对风扇寿命的影响
风扇是成熟的工业器件,应用于样本1的风冷逆变器的是NMB风扇,防护等级为IP65,可在任何灰尘环境下,甚至完全浸入水中正常工作。
图3为NMB风扇寿命曲线。
根据图3,以逆变器运行的最高环境温度50℃计算,正常运行时间为60319小时。通过智能强制风冷控制,只有逆变器的模块温度达到70℃以上,风扇才会满转,在正常一天内,满足满转条件的时间大概在6h左右,折合27.5年。另外,考虑雨天、以及环境温度低于50℃等因素,风扇的运行寿命将更长。
3、小结
在实验条件下(480V直流电压、400V交流电压、50℃环境温度),由于样本1和样本2冷却方式不同,造成关键器件寿命有较大的差异。
对于膜电容,当Vw/Vn<1.1时,样本1的寿命基本可达到25年,过载会降低其寿命;而样本2由于温度太高,寿命均未达到25年。
对于模块,样本1寿命是样本2的1.7倍,但均未达到25年的预期寿命。
对于风扇,为成熟的工业器件,寿命可以达到25年以上。
综上所述,在集装箱式逆变器、自然冷却式逆变器等新技术广泛应用时,应该充分考虑这些新技术对于散热的影响,对于逆变器寿命的影响。(光伏产业网讯)