用于IGBT模块动态电热耦合仿真的损耗模型优化

绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块动态电热耦合仿真分析的关键问题是损耗模型的准确建立.本文减少通态损耗模型线性近似处理次数,并根据产品数据手册拟合获取驱动电压对损耗的影响函数,从而对现有基于数据手册的损耗模型进行优化.在通态损耗模型中,将最大、最小典型温度下的损耗用电流的多项式进行拟合,利用线性插值的方法得到任意温度下的通态损耗,并考虑了驱动电压的影响.提出的损耗模型相比于现有基于数据手册的损耗模型,精度平均提高了9.21%,且使用工况更为广泛.

带筋钛合金型材电热耦合仿真与温度场行为分析

对钛合金带筋U型型材开展了电热耦合有限元仿真试验。首先建立具有不同厚度加强筋的U型型材有限元模型,计算并赋予加热过程中不同温度下(20~750℃)的对流换热系数。对型材施加电流,以产生的焦耳热作为内热源,同时考虑型材与环境的辐射换热和自然对流换热,进行电热耦合瞬态仿真计算。通过将带筋型材试验结果与等截面型材进行对比,发现加强筋温度有不同程度的下降,这主要是由局部电阻降低、产热功率减小造成的。同时,加强筋与周边型材的热交换使型材也产生了局部降温区,不同尺寸的加强筋和不均匀的电流分布都是影响带筋型材温度分布的因素。为此,进一步研究并总结了筋厚度对降温区域的影响规律。

10 kV三相电缆插接式中间接头结构设计与仿真分析

为了解决现有电缆接头安装工艺复杂且受施工条件影响较大的问题,针对10 kV三相电缆提出了一种趋于一体化的阴-阳头插接结构的插接式中间接头设计方案。考虑到温度对材料属性的影响,对阴、阳头绝缘材料进行介电性能测试,并将所得介电参数温谱曲线代入电热耦合仿真模型中,经有限元计算得到中间接头的场强和温度分布。结果表明:接头内部最大场强出现在阴、阳头交界面处,但远低于绝缘材料的击穿强度;由于金具间的电接触,最高温度80℃同样出现在阴、阳头交界面处,但仍低于电缆长期运行的最高温度90℃,验证了插接式中间接头长期运行的安全可靠性。