涵道风扇电机强迫风冷散热结构设计与实验

针对涵道风扇电机的轻量化高效散热需求,提出基于涵道风扇内部流场的强迫风冷散热方法,设计了肋片高度为3 mm、6 mm、9 mm和12 mm的四种风冷散热结构,应用工程估算和CFD方法对不同风速下散热效果进行对比分析,搭建实验平台开展地面试验验证。结果表明,在桨毂上增加散热肋片能够有效提高散热效率,壁面温升可降低至无肋片模型的74%、55%、44%、35%;对于轴向风冷,肋片能显著强化散热,但是存在温度不均的问题。工程估算和CFD方法对电机的带肋表面风冷散热分析有较好的精度,可用于涵道风扇电机的温升预示,为涵道风扇推进系统的使用提供依据。根据分析结果提出了高功率密度电机强化散热的研究方向。

新型强迫风冷散热结构在高功率密度外转子表贴式PMSM上应用分析

全电动飞机用高功率密度外转子永磁同步电机的损耗主要集中在定子铁心和绕组上,导致传统的强迫风冷方式难以将热量通过机壳、端盖传递到外界。为此,首先,该文提出一种基于热管技术的高性能冷却系统,此冷却系统充分利用热管高导热性能,将热管一端插入定子铁心轭部,另一端连接相应的冷却结构进行散热,并综合对比分析了三种不同散热器结构的散热能力。在此基础上,搭建实验测试平台,对所提出冷却系统的散热能力和平均散热系数进行实验测试。其次,为了提高电机的功率密度,采用单齿铁心绕线工艺,降低了绕组铜耗和质量,并对单齿绕线方式下直流铜耗进行解析建模。最后,设计、制作一台22极24槽全电的飞机用外转子表贴式永磁同步电机(SPMSM),测试样机在不同飞行工况下的温升分布情况,验证了所提出冷却系统的有效性。

励磁变采用变频强迫风冷的可行性及效果分析

励磁变作为自并励静态励磁系统的重要组成设备,具有为整个励磁系统提供能量的作用。以目前660MW机组为例,受到变压器容量、安装位置和散热方式等多种因素的影响,夏季机组在高负荷运行工况下,励磁变绕组及铁芯温度通常会达到100℃以上。为解决励磁变温度过高、冷却不均匀、温度波动大等问题,本文将阐述励磁变采用变频强迫风冷散热的可行性及实际效果分析。

基于气流场分析的强迫风冷封闭母线热分析

强迫风冷封闭母线为大容量电能的传递提供了解决方案。利用ANSYS仿真软件建立强迫风冷封闭母线热分析模型,通过电磁场、气流场、温度场的耦合分析实现了封闭母线温度场稳态计算,并采用多种湍流模型仿真结果与现场封闭母线温度实测结果进行对比,得到基于Standard k-ε湍流模型的仿真结果与实测结果误差在3℃以内,具有较好的一致性和准确性的结论。通过进一步分析发现:两边相进风系统冷却效果优于中间相进风系统;母线长度对温度分布影响较小;随着气流量的增大封闭母线的温度有逐渐下降的趋势。研究结果可为封闭母线尺寸设计、强迫风冷类型选取以及风机功率的选择提供参考。

强迫风冷电子设备的热仿真与热测试数据对比分析

以典型强迫风冷电子设备为例,通过将热测试的试验数据与电子设备结构优化设计支撑软件热分析子系统仿真出的结果相比较,进一步验证电子设备结构优化设计支撑软件热分析模块的分析精度,检验其在工程实践中的可靠性,为工程技术人员提供可参考的资料和数据。

高速电机定转子小间隙强迫风冷却数值模拟

采用计算流体动力学方法进行了定转子小间隙三维热流耦合计算,分别考虑了定子槽、轴向冷却流,以及转速对风摩擦损耗的影响,并获得了转子表面对流换热系数。结果表明:定子槽和轴向流会使得风摩擦损耗增大;有轴向流时,对流换热系数在入口处最高,在出口处最低;轴向冷却流的对流换热效果要远大于其造成的损耗发热效果。研究结果为转子热设计提供了重要参考依据。

强迫风冷封闭母线温升规律的研究

封闭母线是进行电力传输的重要载体,封闭母线的发热损耗一直是困扰着电能运输及有效利用的重要问题。从封闭母线发热的角度出发,建立热平衡方程,计算分析强迫风冷封闭母线的温升规律,为强迫风冷在大功率大电流封闭母线中的应用提供了有力的理论支持。

电子机箱强迫风冷时PCB板局部表面传热系数的研究

电子机箱采用轴流式风机进行强迫通风散热是电力电子元件比较常用的散热方式,通过对轴流式风机出口截面空气流速的分析,可以推论出空气以类似螺纹状形态在机箱内流动,从而猜测电路板位置不同时局部表面传热系数(h_x)变化规律也是不同的。采用实验分析与仿真模型相结合的办法对h_x的变化规律进行了研究。实验结果与仿真结果基本吻合,结果表明,当只改变电路板竖直方向的位置时局部表面传热系数h_x分布规律也会发生改变,当电路板平行散热风扇中心轴水平放置,且电路板的长边与散热风扇中心轴平行时,h_x沿电路板的长度方向的变化是先减小后增大的,电路板竖直方向位置的改变主要影响h_x沿电路板宽度方向的变化规律,且随着距离轮毂中心距离的增大,电路板上元器件温度较高的位置沿电路板的宽度方向由电路板的中间位置不断向边缘移动。此研究能够为散热风扇安装位置以及电路板的热设计提供重要的依据,对电子设备的热设计具有重要的意义。

强迫风冷封闭母线控制方法的研究

封闭母线的温升规律是一种不易建立数学模型的被控环节,传统控制方法不易达到控制目的,利用PID控制和模糊PID控制算法能够解决上述问题,建立相对简单和有效的控制规则,能够实现良好的控制效果。

大功率行波管功放的强迫风冷散热设计

本文依据某型行波管功放在散热功率大、低噪音和高热流密度等方面的要求开展了相关强迫风冷设计,重点解决了有限空间下大功率、高热流密度的行波管的散热难题,同时有效地降低功放的高噪音问题,并通过仿真模拟的办法优化了散热系统,提高了系统散热能力。通过采取以上措施,样机的相关参数经测量均满足设计要求。

风腔厚度对强迫风冷系统散热性能的影响

以某雷达天线单元为研究对象,采用Icepak热仿真软件,研究了风腔厚度对强迫风冷系统散热性能的影响。结果表明:风腔厚度对风冷系统的散热性能有明显影响;保持风机型号和散热器结构不变,当风腔厚度过小时,风机的性能受到明显抑制;随着风腔厚度的增加,风机的性能会变好,发热元件的温度明显降低;当风腔厚度达到一定值后再继续增加时,风机的性能反而会下降,发热元件的温度也相应升高。在工程设计中,推荐此类风冷散热结构的风腔厚度取值不小于16mm,不大于40mm。

行波管强迫风冷散热设计

本文利用流体仿真软件Fluent对一高功率螺旋线脉冲行波管进行散热器模拟计算,通过分析比较两种散热方案,表明在相同散热条件下,强迫风冷的散热能力明显优于传导冷却的方案;因此在条件许可时尽可能使用强迫风冷设计,利于提高行波管工作可靠性。

某天气雷达发射机强迫风冷散热设计与分析

天气雷达发射系统是雷达设备发热量最大的部位,对该部位的散热设计是保证雷达可靠运行的重要环节。同时,随着科技的不断发展,人们对设备的人性化设计提出了更高的要求。采用强迫风冷的方式,针对发射机速调管局部进行冷却是一种经济可靠的选择。文章详细介绍了某天气雷达发射机的强迫风冷设计方法和步骤,通过选择风机、合理优化风道,并利用轴流风机串联的方法提高风压,大大降低了冷却系统的功耗和噪音,也使雷达安装更加方便。通过在环境温度上限连续工作的实验,并经实践使用,证明了该散热设计优化可以满足雷达的使用要求,达到了优化设计的目的。

基于仿真的大功率功放模块强迫风冷散热结构设计

某数据链设备的功放模块发热问题比较突出,常温工作即发生热保护。分析了该功放模块原散热结构存在的问题,对其进行了改进设计。设计过程中应用热仿真软件辅助分析,建立了模块的热仿真模型,分析了常温和高温工作时模块散热性能。最后对常温散热性能进行了热测试,验证了仿真模型的准确性,表明改进后的模块散热结构方案有效可行。

某固态功放设备的强迫风冷散热设计

通过对某发射机用固态功放的热设计,阐述了在设备强迫风冷热设计中的设计思路,介绍了结合式鳍片散热器在设备热设计中的应用,以及独立式风道的结构形式,并通过热测试验证了设计的合理性。

电子机箱强迫风冷散热系统设计及性能仿真分析

文章研究了一种强迫风冷电子机箱的散热设计方案及热性能仿真。将采用风扇的散热结构方案转化为基于Icepak的有限元热分析模型,仿真计算强迫对流模式的机箱结构达到热平衡时的温度场和流体场。给出机箱内部各发热电气元件的工作环境温度,作为判断电子产品热性能优劣的条件。并且根据电子机箱热分析结果判断原散热方案是否合理,为机箱散热机构二次优化设计提供参考。

电子设备中高功率器件的强迫风冷散热设计

针对电子设备中高功率器件的热设计问题,介绍了一种实用的强迫风冷散热设计方法。并以某发射机的强迫风冷散热设计为例,详细阐述了此方法的设计计算过程,给出了强迫风冷系统合理的设计结果。

采用强迫风冷的压缩机用永磁电机三维温度场分析

对一台采用强迫风冷的压缩机用内置式永磁同步电机的三维温度场进行建模和分析。首先,根据永磁电机的设计参数,对气隙导热系数进行了等效计算;在此基础上,根据散热风扇的流量计算出永磁电机机壳表面的风流速,进而得到不同型号风扇作用下电机机壳边界处的散热系数。最后,基于有限元仿真对电机的三维温度场进行了计算,对不同风速冷却下电机的温度场分布情况进行了分析。

某功放模块的强迫风冷散热设计

介绍了某功放模块的强迫风冷设计方案,并通过CFD热仿真软件对温度场和风速场进行了计算分析。讨论了建模过程中常见的一些问题(如材质的选择、接触热阻的计算、风机的建模等),并对该系统的风道阻力特性进行了分析,提出通过降低风道阻力,合理调整风机的工作点,或改变散热器的结构形式,对原有的设计方案进行了优化。

某数据链机载设备强迫风冷结构设计

某数据链机载设备结构设计过程中发热问题比较突出,为此设计了一种模块化拼接式强迫风冷机箱结构,既具有良好的散热能力,同时兼顾机载设备减重、盐雾、湿热、振动及电磁兼容等方面环境适应性要求。设计过程中应用热仿真软件,建立了整机的热仿真模型,分析了常温和高温工作时设备散热性能。设备样机顺利通过了高温摸底试验,表明该散热结构方案有效可行。