動車組地面電源逆變單元散熱系統(tǒng)性能分析與優(yōu)化.pdf

1、近年來，隨著高速鐵路的發(fā)展，高速動車組以其高效、快捷、穩(wěn)定等優(yōu)點越來越受到人們的青睞。隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)車上所使用的電力電子器件向小型化、密集化發(fā)展，功率也越來也高。在其工作時會產(chǎn)生大量的熱量，若散熱不佳會導(dǎo)致電力電子器件芯片溫度升高，超過結(jié)溫后就不能正常地工作。
　　本課題研究的是動車組地面電源逆變單元的散熱問題，電力電子器件工作時產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱硅脂傳遞到散熱器基板，再從基板傳遞到散熱器眾多翅片上，翅片通過離心風(fēng)機(jī)的作用與一

2、定流速的空氣進(jìn)行對流換熱，空氣將熱量沿著風(fēng)道帶出到外界環(huán)境中，從而完成整個散熱過程。
　　通過逆變單元在常溫下工作時的實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)散熱器基板最高溫度上升趨勢基本一致，最高溫度值偏差在5％以內(nèi)，驗證了數(shù)值模型的準(zhǔn)確性。
　　在極端環(huán)境溫度下進(jìn)行數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)原散熱系統(tǒng)并不能滿足散熱需求。在此基礎(chǔ)上利用數(shù)值模擬分析了不同外界條件（不同風(fēng)量、不同流體流動狀態(tài)）以及散熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)（翅片長度、高度、間距、個數(shù)）

3、對散熱性能的影響。
　　研究結(jié)果表明：風(fēng)量越大，散熱器基板上溫度越低，散熱系統(tǒng)的散熱效果越好，隨著風(fēng)量的增大，散熱器基板上溫升下降的趨勢變慢；風(fēng)道內(nèi)流體流動狀態(tài)由層流變?yōu)槲闪骺梢蕴岣呱嵯到y(tǒng)的散熱效果；散熱器翅片長度、高度、個數(shù)值越大，散熱系統(tǒng)的散熱效果越好，但溫升下降的趨勢會逐漸變慢；散熱器翅片間隙對散熱效果的影響取決于對流換熱系數(shù)及翅片間流體流動阻力，翅片間距增大，導(dǎo)致對流換熱系數(shù)減小，使散熱性能降低，與此同時翅片間流體流動阻