本文關(guān)鍵詞：電力電子集成模塊熱等效裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

網(wǎng)友e3014ee近日為您收集整理了關(guān)于模擬熱源對(duì)IGBT水冷散熱器仿真結(jié)果的影響.pdf的文檔，希望對(duì)您的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。以下是文檔介紹：l 匐 出模擬熱源對(duì)IGBT水冷散熱器仿真結(jié)果的影響 cts of sim ulated heat source on sim ulation results for lGBT w ater-cooled radiator 丁杰,忻力,唐玉兔 DING Jie。XIN Li.TANG Yu—tu (南車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司,株洲 41 2001) 摘要:被絕緣材料封裝的IGBT元件難以有效測(cè)量其內(nèi)部芯片的結(jié)溫,且IGBT元件的損耗受溫度變化的影響很大,不利于直接作為實(shí)驗(yàn)用的熱源。通過(guò)仿真分析對(duì)比研究了某實(shí)驗(yàn)用的模擬熱源與IGBT元件發(fā)熱方式,結(jié)果表明兩者溫度場(chǎng)分布與熱流密度分布存在很大區(qū)別,改進(jìn)后的模擬熱源則可以較為準(zhǔn)確地反映IGBT元件的發(fā)熱方式。本文的方法與結(jié)果可為IGBT元件與散熱器的實(shí)驗(yàn)提供參考。關(guān)鍵詞:IGBT;水冷散熱器;模擬熱源;溫度場(chǎng);熱流密度中圖分類(lèi)號(hào):TM46;TB657.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1 009—01 34(201 3)1 1(下)一0064—04 Ooi:1 0.396￣l/J.issn.1 009-01 34.201 3.11(下).1 9 0 引言為了分析水冷散熱器的性能,可采用實(shí)驗(yàn)和仿真¨ 兩種手段進(jìn)行研究。由于 IGBT元件的芯片被絕緣材料封裝起來(lái),需將絕緣材料去除后才能測(cè)出其內(nèi)部芯片的結(jié)溫,這很容易使IGBT元件遭受機(jī)械損傷,此外,IGBT元件的損耗特性與芯片結(jié)溫有很大的關(guān)系,容易因?yàn)榻Y(jié)溫的波動(dòng)而帶來(lái)很大的實(shí)驗(yàn)誤差,因此, 進(jìn)行較為精細(xì)的實(shí)驗(yàn)研究時(shí),IGBT元件不利于直接作為實(shí)驗(yàn)熱源,需要采用合適的模擬熱源以反映IGBT元件的發(fā)熱方式。本文采用FLUENT軟件對(duì)比分析某實(shí)驗(yàn)用的模擬熱源和IGBT元件發(fā)熱方式的區(qū)別,并對(duì)改進(jìn)后的模擬熱源進(jìn)行了分析,仿真結(jié)果可為模擬熱源的設(shè)計(jì)改進(jìn)和散熱器的實(shí)驗(yàn)研究提供理論依據(jù)。 1 模擬熱源的結(jié)構(gòu)某實(shí)驗(yàn)用的模擬熱源由電熱管、鋁塊、銅塊和隔熱板等組成,通過(guò)螺栓緊固安裝在散熱器上。電熱管具有良好的穩(wěn)定性,其損耗可以通過(guò)變頻器進(jìn)行電壓電流調(diào)節(jié)而改變。為保證發(fā)熱均勻, 電熱管盡可能分布均勻,熱量依次經(jīng)過(guò)鋁塊和銅塊進(jìn)行傳遞。銅塊的厚度為 20mm,平面尺寸可按照IGBT元件基板的大小而定,如140mm×190mm的IGBT元件基板尺寸為 137mm × 187mm 。 2 仿真模型熱管引線銅塊 圖1 模擬熱源的結(jié)構(gòu)示意圖擬熱源和IGBT元件的幾何模型,水冷散熱器內(nèi)部的槽道結(jié)構(gòu)如圖4所示,其幾何結(jié)構(gòu)與文獻(xiàn)【1O】的區(qū)別僅在于入口和出口進(jìn)行了對(duì)換。圖2 帶模擬熱源的水冷散熱器圖2和圖3分別是在水冷散熱器上安裝了6個(gè)模 圖3 帶IGBT元件的水冷散熱器收稿日期:2013-07-25 基金項(xiàng)目:湖南省自然科學(xué)省市聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目資助(12JJ8020) 作者簡(jiǎn)介:丁杰(1979一),男,湖南常德人,碩士,研究方向?yàn)樽兞髌鹘Y(jié)構(gòu)仿真與熱仿真。[O4l 第35卷第 11期 2013—11(下) 麟 { 攀 i{攀(c)改進(jìn)后的模擬熱源底面圖11 熱流密度分布 4 結(jié)束語(yǔ)通過(guò)改進(jìn)前后的模擬熱源與IGBT元件發(fā)熱方式的仿真分析和對(duì)比研究可知,改進(jìn)前的模擬熱源均溫性較好,但熱流密度并非完全均勻分布, 與工程應(yīng)用中通常采用的均布面熱源假設(shè)有區(qū)別,不能真實(shí)反映IGBT元件的發(fā)熱方式。改進(jìn)后模擬熱源的熱流密度分布與IGBT元件基本相同, 能夠較為真實(shí)地反映IGBT元件的發(fā)熱方式,有利于散熱器性能實(shí)驗(yàn)的研究。此外,盡管導(dǎo)熱硅脂的厚度很薄,但導(dǎo)熱系數(shù)很低,使得被分隔區(qū)域的溫度場(chǎng)分布存在很大的差別,這在實(shí)驗(yàn)研究時(shí)必須予以關(guān)注。參考文獻(xiàn): 【1】王江江,荊有印,安大偉,等.水冷式散熱器試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【JJ.暖通空調(diào),2007,37(3):71—74. [2】劉海法.電力電子集成模塊微通道液冷基板測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【D].山東:山東大學(xué),2010. 【3】白麗.電力電子集成模塊熱等效裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【D】.山東:山東大學(xué),201 1. [4】余小玲,張榮婷,馮全科.大功率模塊用新型冷板的傳熱性能研究【JJ.電力電子技術(shù),2009,12:79—81. [5】李文頂.中壓礦用變頻器主電路損耗分析及散熱設(shè)計(jì)[D】.上海:上海交通大學(xué),2009. 【6】石書(shū)華,李守法,張海燕,等.三電平變頻器水冷散熱器溫度場(chǎng)的計(jì)算與分析[J】.動(dòng)力工程學(xué)報(bào),2010,30(1):68—72. 【7】支淼川.電力電子設(shè)備水冷散熱器的數(shù)值模擬【D】.河北: 華北電力大學(xué),2006. 【8】丁杰,李江紅,陳燕平,等.流動(dòng)狀態(tài)與熱源簡(jiǎn)化方式對(duì) IGBT水冷板仿真結(jié)果的影響[J】.機(jī)車(chē)電傳動(dòng),201 1,(5):21—25. [9】景巍.大功率三電平變頻器功率器件損耗研究【D】.江蘇: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué),201 1. [10】丁杰,唐玉兔,忻力,等.網(wǎng)格尺寸對(duì)IGBT水冷散熱器仿真結(jié)果的影響[J】.大功率變流技術(shù),2012,(6):26—30. 【11】]一杰,唐玉兔,忻力,等.IGBT模塊封裝的熱性能分析【J】. 機(jī)車(chē)電傳動(dòng),2013,(2):9—12. '|重‘ j島I 蠡‘ 盤(pán)‘. .薯出‘{&‘ 出‘ &I {�！�. ._|出‘.皇盤(pán)‘'|曲I 如‘. .|重‘ _I出‘ 毒‘出'|盤(pán)‘ 盤(pán)‘.|盤(pán)‘【上接第59頁(yè)】 N110 T02 M06;選擇2號(hào)球頭刀去除曲面底部殘留(***直徑 5) N 120 G54 G40 G49 G80; N 130 G90 G00 X0 Y0 A0￥2000 M 03; N 140 G43 Z30 H2; N 150 G01 Z20 F40; N 160 A360; N 170 G00 Z100; N 180G91 G28Z0M 05; N 190 M 30; 3 結(jié)論利用數(shù)控系統(tǒng)編制圓錐曲線成形面及倒角的數(shù)控銑削加工的宏程序,存貯于數(shù)控機(jī)床程序庫(kù),零件加工需要時(shí),手工編制一個(gè)簡(jiǎn)單的主程序進(jìn)行宏調(diào)用實(shí)現(xiàn)零件加工,為加工者提供了一種充分利用數(shù)控機(jī)床資源,不需要配置昂貴的編程軟件, 解決圓錐曲線成形面及倒角的數(shù)控銑削加工簡(jiǎn)便易行的方法,也可為宏程序的教學(xué)或教材提供實(shí)例。若實(shí)際零件異常復(fù)雜,無(wú)論設(shè)計(jì)何種工裝進(jìn)行裝夾都會(huì)使***發(fā)生干涉,應(yīng)采用五軸加工中心自動(dòng)編程加工。參考文獻(xiàn): 【1】朱克憶.PowerMILL數(shù)控加工編程實(shí)用教程【M】.北京.清華大學(xué)出版社.2008 【2]傅游,李乃文.Cima￣on E 9.0中文版基礎(chǔ)教程與案例實(shí)踐[M】.北京.清華大學(xué)出版社.2011. [3]吳勝?gòu)?qiáng).宏程序在非圓曲線輪廓加工中的應(yīng)用【J].機(jī)床與液壓,2009,37(4):189—190. [4]4 吳凱.基于宏程序的非圓二次曲線輪廓的數(shù)控車(chē)加工[J】. 機(jī)械工程師,201 1,(1):66—68. 【5】王鋒波,孫士彬.FANUC系統(tǒng)宏程序在拋物線類(lèi)零件中的應(yīng)用[J]_煤礦機(jī)械,201 l,(10):148—150. [6】高紅鑄,王敬庚,傅若男.空間解析幾何[M】.北京.北京師范大學(xué)出版社.2007.

12>

  本文關(guān)鍵詞：電力電子集成模塊熱等效裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。