低压开关电器热分析方法的进展(续)

热分析是实现低压开关电器小型化和高性能的关键技术.介绍了热分析的两种方法,即有限元法和热网络法,及最新的热网络有限差分法,并举例说明它们在低压电器设计中的应用.     

异步电动机热保护方法概述

热保护是确保电动机安全正常工作的一个重要措施.分析了电动机热保护技术的研究现状和发展趋势.主要介绍基于电流反时限特性的热保护方法和基于电阻法测温的热保护方法以及基于热模型的热保护方法.随着对电机热模型的深入研究,基于热模型的电机热保护将成为电机热保护的主要方法.     

惯性导航系统电子设备热仿真研究

应用基于CFD的热分析软件Flotherm,本文对捷联惯导系统的电子设备进行了热仿真研究,讨论了热分析的方法及理论,分析了仿真模型的建立方法,其中对电路板和电子元器件的建模方法及元器件热功耗的确定方法进行了具体研究.在常温条件下,对电子系统进行了稳态的热仿真,得到了系统的温度场分布,并与温度测试结果进行对比,验证了仿真结果的正确性.研究结果作为惯导系统热仿真的基础,将起到关键的作用.     

锂离子电池热模型研究进展

锂离子电池的热模型对于锂离子电池单体和热管理系统的设计有重要帮助,是研究改善锂离子电池安全性的重要工具.介绍了国内外关于锂离子电池热模型的研究进展,包括电化学一热耦合模型、电一热耦合模型和热滥用模型,以及以这些模型为基础,在锂离子电池单体设计、热管理和安全性研究方面做的工作.在此基础上,分析了当前研究有待于深化的地方,为下一步研究提供参考.     

热电池热模型的研究

从热电池的基本工作原理出发,研究了热电池放电过程中热量的产生、传递、散失变化特征.并通过计算机软件,将电池模型进行网格划分,依据热量平衡原理,建立电池的热传导方程,利用"有限元法"动态模拟电池放电热过程特征与规律.并通过对电池表面以及内部温度测量进行比较分析,证明了该热模型能够正确地模拟电池放电过程的温度变化.     

深海环形变压器的热路模型研究

深海环境为散热提供了有利条件,因此水下机器人装配的环形变压器可以具备更高的功率密度和损耗.为研究环形变压器在水下环境的温升情况,结合热路理论及其散热结构,建立相应的稳态热路模型.以14.3 kVA的单相中频环形变压器为研究对象,将热路模型计算所得结果与Fluent有限元软件仿真和温升试验结果进行比较.结果 表明:热路模型计算结果与二者之间的误差在6％以内,同时与有限元仿真相比,使用热路模型计算的分析过程更为简单.所提出的热路模型适用于深海环形变压器的温升分析.     

空调系统热回收设计原理和初探

热回收型空调是根据能量守恒原理把房间的热量转移到水中,进行二次有效利用,一方面避免了空调排热对环境的影响,节约了热量的浪费,另一方面节约了加热生活热水的能源.热回收可分为部分热回收和全部热回收.本文介绍了热回收系统的类型和性质,并重点分析了空调系统应用转轮式热回收的原理、特点以及应用.     

壁挂式空调器电辅热噪声改善与研究

壁挂式空调器通常加装PTC电辅热对低温制热进行补偿,以提升制热效果和速度;但在低温、低转速情况下,开启电辅热,室内机经常出现异常噪声,影响用户使用和体验.基于CFD数值仿真和实验验证,对电辅热不同形式、不同加装位置进行验证和分析,确定电辅热形状、位置对风量、噪声、凝露等方面影响,通过优化电辅热布局,有效降低因开电辅热引起的宽频均值频率,同时明显风量提升,改善音质,对后续电辅热位置的设计具有指导意义.     

壁挂式空调器电辅热噪声改善与研究

壁挂式空调器通常加装PTC电辅热对低温制热进行补偿,以提升制热效果和速度;但在低温、低转速情况下,开启电辅热,室内机经常出现异常噪声,影响用户使用和体验.基于CFD数值仿真和实验验证,对电辅热不同形式、不同加装位置进行验证和分析,确定电辅热形状、位置对风量、噪声、凝露等方面影响,通过优化电辅热布局,有效降低因开电辅热引起的宽频均值频率,同时明显风量提升,改善音质,对后续电辅热位置的设计具有指导意义.     

电源控制器热设计方法

热设计是电子设备可靠性设计最主要内容之一.结合当今通信卫星发展趋势分析了空间卫星用电源控制器的工作热环境及热产生机理,阐述了电源控制器的热控制方法,指出通过元器件的选择、电路设计和结构设计等热设计方法可以减少温度对其可靠性的影响.结合了近来逐渐应用广泛的表面贴装技术,论述了电源控制器在表面贴装器件使用上的热设计方法.     

ANSYS在低压电器触头电接触稳态热分析中的应用

要保证低压电器可靠工作,对其接触单元进行热分析非常重要;有限元分析软件ANSYS融结构、热、流体、电磁、声学分析于一体,利用其对触头的温度场模型进行传热分析,可以直观看出整个低压电器触头系统的稳态热分布情况,而且结合结果处理模块,可以进行准确的数据分析,有着传统电接触热分析所无法比拟的优点。本文通过使用ANSYS分析低压电器触头电接触稳态过程的温度场分布,来阐明其在温度分析中的应用。     

等效热网络法和有限元法在轮毂电机温度场计算中的应用

轮毂电机温度场的准确计算对于轮毂电机的安全运行和性能提升至关重要。根据一般电动汽车用轮毂电机样机的结构,建立了等效热网络温度场分析模型和3D有限元模型。基于等效热网络法,编写了轮毂电机温度场计算程序,计算了额定工况下的稳态节点温度。通过有限元法,计算了轮毂电机额定工况下的稳态温度场分布和瞬态温升曲线。根据轮毂电机的温升实验,对比分析了两种方法的计算结果,验证了等效热网络分析模型和3D有限元模型的有效性,说明了等效热网络法和有限元法对于轮毂电机温度场计算的适应性和兼容性。     

大功率晶闸管热阻抗分析方法的研究

随着柔性交流输电和高压直流输电设备在我国电力系统中应用越来越广泛,以晶闸管为主组成的高电压大电流电子阀等核心技术已成为研究焦点。晶闸管的结温及其变化影响晶闸管的电学特性及其使用寿命,而晶闸管的热阻抗直接影响晶闸管的结温,因此,晶闸管的传热特性及其建模方法的研究对于晶闸管及其阀的研制具有很重要的现实意义。论述了现有热阻抗分析及其建模的方法,即试验方法和数学物理方法,分别讨论了它们的建模过程及建模结果－等效热阻抗网络。提出了Foster热阻抗网络转换成Cauer热阻抗网络的"直接恒等法"以及一种通过有限元数字仿真分析晶闸管内部温度场以及求解晶闸管结壳热阻抗的方法,该方法的有效性通过了实测数据的验证。     

低压开关电器主电路温度场的有限元分析

基于有限元软件Ansys的热电耦合功能,采用导电桥模型模拟触头间电流收缩和焦耳发热,对某型低压开关电器样机的主电路进行了稳态温度场仿真计算,并通过试验验证了模型的准确性。在稳态温度场分析模型基础上,建立了开关电器瞬态温度场分析模型。使用瞬态热分析模型,对其在承受短时大电流情况下的温度分布进行了仿真,给出了判断触头静熔焊的依据,并分析了开关电器的热稳定性。仿真结果对低压开关结构优化设计提供了参考。     

热双金属元件的稳定性

指出了解决热双金属元件的一致性和稳定性是提高低压电器产品质量的关键,介绍了控制热双金属元件稳定性的方法,及在元件装配过程中的质量控制方法.     

转子热应力计算中的有限元方法

针对汽轮机转子热应力有限元分析方法 ,分析常用的位移有限元计算热应力时的精度问题 ,简述应力杂交元、杂交元等多变量杂交有限元的优缺点。分析表明杂交有限元的应力计算结果精度高 ,当杂交有限元应用于转子热应力的计算时 ,热应力与位移具有相同的计算精度 ,而且可以有效地消除位移有限元中温度场插值函数误差对应力场右端项的影响。     

短路试验功率因数的测量方法探讨

对低压电器的短路试验中功率因数的测量方法进行了介绍,对目前常用的测量方法 -直流分量法、冲击系数法、相角差法、测量全阻抗法-即低电压推测法、直读法进行分析总结。并结合本试验站的实际情况,对适合的测量方法进行了探讨。     

基于热网络法的高压开关设备热特性分析

引入热网络技术,建立了某型号瓷柱式高压断路器主回路的仿真模型。温升试验表明,实验结果与仿真结果之差的最大值误差为7.9%,该仿真方法的准确度在工程许可范围之内。基于此仿真模型,利用3种改善措施,观察其对断路器温升的影响程度。研究结果表明,应用热网络方法可以方便快捷地修改任意参数,了解其对电力设备热特性的影响,为产品设计提供参考。     

A note on the thermal modelling of power semiconductor devices using the network analogue

The aim of this note is to point out that the boundary condition for the network modelling of thermal problems may have been incorrectly used in some previous studies. It is shown that the accuracy of the network analogue or the equivalent finite‐difference method is on the par with the finite‐element method for very fast transient thermal simulations. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.