高速列车逆变器水冷散热器流动与传热数值研究

发布时间：2021-01-05 07:02

　　随着高速列车的智能化和电气设备的微型化,IGBT作为逆变器主要的控制单元已广泛应用。IGBT控制着电流高频的开通与断开,期间将产生大量的热量,如何将热量及时释放直接影响着列车的稳定运行。IGBT因内部节点温度过高而损坏其占比为95%,因此,保证IGBT一直处于正常温度下运行尤为重要。伴随电力电子设备功率的增加,其热流密度已高达100 W/cm2,传统的冷却技术已满足不了技术需要。为将IGBT热量能够高效、快速地释放,需要一款散热性能较强的散热器。对于增强散热器性能,常采用在散热通道中加入肋的方法,为此,论文研究了带有等腰梯形肋的小尺度通道水冷散热器,该散热器由IGBT散热基板（冷板）与盖板组成,两者构成的空腔内横向布置梯形肋,取该通道高度为2.5 mm,等腰梯形底角分别为60°、70°、80°,等腰梯形高宽比分别为1、1.5、2,等腰梯形肋间距分别为0.4 mm、0.8 mm、1.2 mm,不同的几何参数组合成不同参数的结构。本文采用数值方法研究小尺度通道流动与传热,采用流固耦合传热模型,运用ICEM对通道计算域进行网格划分,在确保网格质量的前提下用FLUENT软件求解计算,通过与光滑... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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＾?１?变压?ｆ??，?，?Ｖ?．??牵引电动丨＞１变诡器??图２．１?ＣＲＨ５动车组运行工作图??引变流器（ＹＧＮ２Ｑ２１３）［３Ｇ］由两组四象限整流器、一组辅助逆变器、冷却系统构成。整流器不可控整流，而后者输出电压可调；牵引控制装置由斩波器变成可变化的直流电压。三相逆变器将整流器输出电，通过交流电控制一台牵引电动机运转，而辅提供电能。??２Ｋｃｖ??

ａｔｅ?Ｂｉｐｏｌａｒ?Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ），全称绝缘栅双极晶体管，?ＭＯＳ?管（Ｍｅｔａｌ?Ｏｘｉｄｅ?Ｓｉｌｉｃｏｎ?Ｆｉｅｌｄ?Ｅｆｆｅｃｔ?Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型半导体电子器件，具有饱和压降小、载流密度智能化程度高，常用于电压在几十到几百伏量级电路转换器，通过电路设计由计算机控制将电源额极大的简化生产生活方式。结构尺寸大小为１９０、集电集和基极三部分构成，如图２．４所示为ＩＧＢＥ发射极??１??ｃｍＢ??ｉｒ＜／ｘ：ｘ＞ａ?Ｋｘ／ＶＷＷ／ｘｉａ?ｒ．〇ＣｉｆＷｊ??ＰＳＥ?Ｊ＼?＾?ＰＳＥ?ｙｊ?Ｊｊ??Ｌｍ?＾


本文编号：2958244