大功率電力電子變流器散熱技術(shù)的研究.pdf

1、近年來，隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電力電子變流器的功率等級(jí)也相應(yīng)地得到了很大的提高。變流器功率等級(jí)的提高會(huì)引起電子元器件結(jié)溫的升高，直接威脅變流器的可靠性運(yùn)行，尤其是大功率電力電子變流器。對于大功率電力電子變流器而言，其熱量的產(chǎn)生、傳遞和散發(fā)直接影響到變流器自身的工作效率，而熱量的傳遞過程與電力電子器件溫度有著密切的聯(lián)系。研究表明，在變流器運(yùn)行過程中，隨著溫度的升高，芯片失效率又呈指數(shù)增長的趨勢，因此，對變流器設(shè)備進(jìn)行有效的熱設(shè)計(jì)是非

2、常有必要的。熱設(shè)計(jì)是電力電子變流器設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，熱設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系到設(shè)備運(yùn)行的可靠性和效率。
　　 本文從工程實(shí)際出發(fā)，以本實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)完成的ZHS-25000A/300V電化學(xué)電源為研究對象，對大功率變流器的熱損耗、結(jié)溫和散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化進(jìn)行研究。利用熱量傳遞的三種基本方式對變流器的循環(huán)水冷散熱系統(tǒng)建立傳熱數(shù)學(xué)模型，借助Pro/Engineer軟件對水冷散熱系統(tǒng)中主要散熱部件進(jìn)行三維模型的設(shè)計(jì)，并對所設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行優(yōu)化，

3、利用所建立的數(shù)學(xué)和幾何模型，采用大型分析軟件ANSYS對不同結(jié)構(gòu)的主要散熱部件進(jìn)行仿真，計(jì)算并設(shè)置水冷散熱系統(tǒng)的邊界條件，并利用傳熱學(xué)與流體動(dòng)力學(xué)相關(guān)理論對仿真結(jié)果進(jìn)行分析。通過分析，雙孔銅母線和水冷散熱器內(nèi)部設(shè)計(jì)為齒狀擾流柱時(shí)，不僅從理論上增大了換熱面積，而且通過仿真發(fā)現(xiàn)，其內(nèi)部流體的流動(dòng)是比較穩(wěn)定的，單位時(shí)間所帶走的熱量也大，降低了電子元器件的結(jié)溫，不會(huì)因?yàn)榫植窟^熱而造成器件的損壞，有利于提高散熱效果。同時(shí)，有效控制液體冷卻散熱器各