【自动化】电源机箱结构设计与优化答辩

电源机箱结构设计与优化,指导教师：黄 亮 答 辩 人：邵宇丹2015 年 6 月 8 日,课题背景,课题来源本课题来源于我们正在研究的家用光伏电源项目，本论文主要对逆变电源机箱的结构及热分析进行研究研究现状随着电子技术的发展以及电力电子设备的广泛普及，场效应逆变器在通信、军事、航天、卫星、运输、航海方面获得了越来越多的应用，场效应逆变器中用MOS管作功率转换元件几乎不需要信号源提供电流和功率，可大大简化电路，特别适合高频工作。研究目的及意义 对产品进行散热设计的目的主要是为了改进其结构设计与材料的选择，以找到最佳的导热材料与最优的散热结构，从而使整个逆变器中产生的热量可以快速的传播并散发到周围环境中去，从而将系统控制在满足系统可靠性运行的要求。运用soildworks可以形象的仿真出电源机箱的三维模型,论文主要研究内容 1 方案的选择 2 soildworks三维仿真 3 icepak热分析,方案选择,1、高频方案,2、工频方案,Soildworks模型,1、驱动板,2、强电板,3、强电板和驱动板组合板,4、散热片,4、箱体图,Icepak热仿真,网格划分,网格划分正确后，便可以求解计算，经过对气流参数检查并在Basic parameters中激活湍流模型，通过Run Solution选项计算散热结果是否收敛，如图4-3所示为计算后所得的残差曲线，在复杂系统的仿真计算中，求解速度取决于所用电脑的性能。,残差曲线：,温度云图：,Y-Z截面（侧视）,X-Z截面（俯视）,X-Y截面（正视）,气体流速分布图,Mos附近气流云图,X-Y截面（侧视）空气流动云图,散热优化：,自然散热下温度云图,散热片参数对散热结果的影响：,最后确定翅片数为10片,散热片厚度D1对散热结果影响：,最终确定翅片厚度为0.8mm,散热器底板厚度D对散热结果影响：,通过资料散热片底板并非越厚越好，因此这里只变化到5mm，所以最后确定底板厚度5mm,风道的研究,1、吹风式风道,2、抽风式风道：,3、混合风道：,最后采用混合风道,热源布置对散热结构的影响：,最后确定散热片离风扇的距离为1CM,风道优化：,侧面开口，消除空气环流,优化后参数：散热片长度为17cm，高度为8cm，宽度为3cm，翅片厚度为0.8mm，翅片间距为0.8cm，散热片离风扇距离为1cm，散热片底板厚度为5mm,优化后仿真：,X-Z截面气流流速（俯视图）,Y-Z截面气流流速（侧视图）,Y-X截面气流流速（正视）,X-Z截面温度分布（俯视）,Y-Z截面温度分布（侧视）,三截面的相对位置温度云图,三维模型下的热仿真,在不考虑其他热损耗的情况下，根据soildworks模型搭建热仿真模型。,致谢,本文从选题到具体的研究，再到论文的撰写都得到了黄老师悉心的指导和帮助。黄老师渊博的学识，严谨的治学态度、务实进取的精神、平易近人的处事风格深深地影响着我，并将激励我终生向上，不懈奋斗。感谢黄老师提供了宽松的学术氛围，让我能够自由地徜徉在知识的海洋里；感谢导师给予了参与大型学术交流活动，参加科研实践的