[發(fā)明專(zhuān)利]一種勵(lì)磁系統(tǒng)自冷熱管散熱功率柜的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410214709.1
• 申請(qǐng)日: 2014-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103970958B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)泉;邵宜祥;許其品;劉麗麗;耿敏彪;余振;葛東平;袁亞洲;張傳標(biāo);仇志剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)電南瑞科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 張弛

1.一種勵(lì)磁系統(tǒng)自冷熱管散熱功率柜的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

1.1)、確認(rèn)勵(lì)磁系統(tǒng)自冷熱管散熱功率柜性能參數(shù)，包括單柜額定勵(lì)磁電壓電流、整流橋類(lèi)型、脈沖觸發(fā)方式與散熱風(fēng)道類(lèi)型；

1.2)、依照勵(lì)磁系統(tǒng)自冷熱管散熱功率柜性能要求，計(jì)算各主要元器件的最低需求參數(shù)：可控硅電氣參數(shù)、阻容電氣參數(shù)、快熔電氣參數(shù)；

1.3)、選取符合最低需求參數(shù)要求的備選主要元器件，根據(jù)同類(lèi)型主要元器件的參數(shù)及出廠數(shù)據(jù)計(jì)算柜內(nèi)可控硅整流模塊與阻容吸收模塊的熱功耗；

1.4)、比對(duì)備選主要元器件的熱功耗值，優(yōu)選并確認(rèn)主要元器件；

2.1)、依據(jù)元器件發(fā)熱特性初步擬定多個(gè)設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)制圖；

2.2)、搭建各方案勵(lì)磁系統(tǒng)自冷熱管散熱功率柜的有限元熱分析仿真模型；

2.3)、對(duì)比相同參數(shù)下勵(lì)磁系統(tǒng)自冷熱管散熱功率柜各模塊仿真數(shù)據(jù)，對(duì)不同方案的各模塊的溫度變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，選取最佳設(shè)計(jì)方案；

2.4)、根據(jù)最佳設(shè)計(jì)方案生產(chǎn)樣柜，并對(duì)樣柜進(jìn)行熱平衡試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)M樣柜在額定與極限運(yùn)行狀態(tài)下的各元器件發(fā)熱情況，對(duì)樣柜的設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證樣柜設(shè)計(jì)是否能滿(mǎn)足實(shí)際運(yùn)行工況的要求，記錄設(shè)計(jì)技術(shù)狀態(tài)下樣柜內(nèi)部各主要發(fā)熱元器件的最低平衡溫度與最高平衡溫度：如果柜內(nèi)發(fā)熱元器件最高平衡溫度在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，則可認(rèn)定樣機(jī)設(shè)計(jì)合格，可進(jìn)行投產(chǎn)；如果柜內(nèi)發(fā)熱元器件最高平衡溫度超出設(shè)計(jì)要求范圍，則可認(rèn)定樣機(jī)設(shè)計(jì)不合格，需根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化調(diào)整仿真模型，改進(jìn)設(shè)計(jì)直至合格。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵(lì)磁系統(tǒng)自冷熱管散熱功率柜的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：在所述步驟1.2)中，需考慮多路并聯(lián)橋臂退出其中任意一路情況下能保證發(fā)電機(jī)最大容量勵(lì)磁電流的1.1倍下連續(xù)運(yùn)行時(shí)的可控硅最大通態(tài)平均電流：

ITEN=1.1·Ifm2.7206·npmin·kcs]]>

其中，ITEN是可控硅最大通態(tài)平均電流，I_fm是發(fā)電機(jī)額定勵(lì)磁電流，npmin是最小并聯(lián)整流橋數(shù)量，kcs為均流系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的勵(lì)磁系統(tǒng)自冷熱管散熱功率柜的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：需計(jì)算可控硅整流及散熱模塊的熱功耗，并通過(guò)仿真確定阻容吸收模塊發(fā)熱功率：

PTEN＝PFEN+PonEN+PoffEN

其中，PTEN是單只可控硅導(dǎo)通的總損耗，PFEN是單只可控硅導(dǎo)通的通態(tài)損耗，PonEN是單只可控硅導(dǎo)通的開(kāi)通損耗，PoffEN是單只可控硅導(dǎo)通的關(guān)斷損耗；

TjEN=Tamb+PTEN1000·(Zth∞+Zhs)]]>

其中，TjEN是單只可控硅導(dǎo)通結(jié)溫，Tamb是環(huán)境溫度，Zth∞是單只可控硅穩(wěn)態(tài)熱阻，Zhs是散熱器的穩(wěn)態(tài)熱阻。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的勵(lì)磁系統(tǒng)自冷熱管散熱功率柜的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：

在所述步驟2.2)中，各方案勵(lì)磁系統(tǒng)自冷熱管散熱功率柜的有限元熱分析仿真模型的建立過(guò)程是：按整柜搭建的3D模型進(jìn)行多面體體網(wǎng)格劃分，根據(jù)步驟1.3)中的數(shù)據(jù)配置可控硅與電阻的標(biāo)稱(chēng)熱耗數(shù)據(jù)，按各元器件制材特性與表面狀態(tài)設(shè)置熱物理特性，設(shè)置各連接元器件的接觸傳熱系數(shù)，從而建立勵(lì)磁系統(tǒng)自冷熱管散熱功率柜的有限元熱分析仿真模型。