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-内燃机车空调电源的散热机合优化计划与热判辨

发布时间:2021-09-27 02:22:27
来源:bob综合体育下载

  黄幼娟,王晓丽,叶 娜(中国中车永济电机有限公司,陕西 西安 710000)

  摘 要:简介了内燃机车空调电源的总体布局,对模子中的热源及影响散热的闭键身分实行明白。通过对散热器打算及发烧元器件结构实行打算,最终确定空调变频器最优的总体模子布局打算,并行使模范的热仿真明白软件Icepak对其布局模子实行热仿真明白、验证。

  跟着电力电子技巧的迅速兴盛,编造的高牢靠性、修立的幼型化需求成为兴盛趋向。电子修立的功率密度陆续加大,集成度也陆续提升,牢靠性将面对厉刻的挑拨。假设电子修立布局打算不对理,运转时能够导致温渡过高、失恶果添补、最终使修立机能降落,乃至酿成毛病。是以,电子修立的热打算是影响编造牢靠性的一个紧急构成部门。

  本文以某内燃机车空调电源为例,提出基于热明白的电源布局打算的技巧。最先对散热影响身分实行中心明白,明白元器件的结构与装配、散热通道打算等对散热成绩有影响的题目;然后对最优的电源布局打算做热仿真明白,从而验证了该布局打算的牢靠性。

  机车司机室电气柜内采用DC 74 V供电,空调机组均为AC 220 V相易电机,为餍足空调机组的用电必要,内燃机车空调电源将DC 74 V变换为AC 220 V供空调机组应用。本打算采用对直流输入电压前辈行Boost升压再逆变的限造计划。先将DC 74 V升压为DC 500V,再通过三相桥逆变电途将直流电逆变为三订相易电AC 220 V,为空调机组供给电源。

  该空调电源箱体中,全面的电子元器件都要耗费电能,此中一部门电能转化为热能。假设对编造中全面发烧的元器件都实行热明白,既繁杂又麻烦、也没有须要。是以只需思虑该编造中的闭键发烧元器件(如:IGBT模块、电感、电容等),并借帮ANSYS热明白对编造中的闭键发烧元器件实行明白,简化模子中将不思虑其他的发烧元器件

  。通细致密的盘算推算和参数的拣选,电源箱体中闭键的发烧元器件正在满负载运转时的功率损耗如表1所示,该空调电源的作事条目如表2所示。

  为了配合内燃机车上空调机组的用电所需,则该空调电源的装置式样以及表形尺寸已然确定。是以,咱们将正在现有的空间尺寸内对各个元器件实行合理结构,并用ANSYS软件实行热明白,以得出最优的布局打算,确保该电源也许寻常作事。

  因为箱体的散热式样采用强造风冷散热,且散热器打算采用铝材质。则影响散热的闭键身分有:散热器打算、发烧元器件的结构、透风道打算等[2]。下面将对这些影响身分实行一一明白,从而得出最优的布局结构。

  正在空调电源的基础布局体积、各元器件的功耗确定的条件下,正在布局打算中,联合箱体、电容、电感、电扇等其他元器件的表形尺寸、体积巨细、布线等身分的归纳思虑后,最终确定了散热器的最大愿意空间尺寸为:345 mm × 300 mm × 100 mm (长 × 宽 × 高),质料选定为铝材(比铜轻且价值省钱)。散热器的热阻除了与质料相闭,也与形式、尺寸及装配式样等身分相闭。散热器打算中所涉及的几何参数闭键有肋片厚度、肋片间距、肋片高度、肋片数目、基座的尺寸等

  。本文辨别对以上身分对散热成绩的影响做了仿真明白。散热器的示企图如图2所示,其基础尺寸数值见表3。

  假设该散热器秤谌面上安顿有3个热源,材质为铜,三个热源之间间距均为39 mm,功耗均为500 W,风量设定为205 cfm,境遇温度20 ℃。因为该电源箱体中受到满堂布局的控造,因此肋片的总体尺寸、基座和肋片高的尺寸不会有大的蜕化,这些尺寸是肯定的。

  尺寸肯定的条目下,肋片的厚度、数目、间距3个参数之间彼此影响。此中一个参数稳固。

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