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《基于FloTHERM分析的光伏逆变器的散热设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、Vol.47,No.3第47卷第3期电力电子技术氏werElect功niesMalch20132013年3月基于F10therm分析的光伏逆变器的散热设计杨雄鹏,周晓东2,陈长安2,蔡萧(1.西安交通大学,陕西西安710以92.特变电工西安电气科技有限公司,陕西西安7llX)65)摘要:以小功率光伏逆变器的散热设计为例,首先提出了notherm软件仿真的基本思想和基本理论,介绍了散热器优化设计和整机系统热仿真分析,包括多方案筛选优化通过计算流体动力学(CFD)数值仿真,与工程样机实测数据进行对比,
2、分析评估完全满足工程设计要求,达到了产品可靠性设计的目的同时介绍了海拔对散热的影响和修正,较好地验证了基于凡othelm软件分析的电力电子设备散热设计的优势和可靠度关锤词:逆变器;热分析;热阻;结温中圈分类号二TM464文献标识码:A文章编号:l0(X卜looX2013)03we0()54一03HeatDISSIPationDesignofPhotovoltaieInve血rBasedonAnalysisofFlothermYANGXiong一peng,zHOUXiao一don扩,CHENCha
3、ng一anZ,CAIXiao,(1.XianJioto鳍Un动ersity,Xian71(X拼9,China)Abs妞ct:Takeexamplefortheheatdissipationdesi,ofsmallpowerphotovoltaieinverter,basielogiesandtheoriesusedinFlothermsoftwareareputfo,ardinthebeginning,thentheoPtimizationtotheheatsinkandthethermalsim
4、ulationan吻515insystemlevelareintrodueed,aswellasthesehemeseleetionandopti而zation.Byeontrastingtheeomputationalfluid中namies(CFD)numeriealsimulationsolutionwiththeteotresultsinengineeringprototype,theoPt-i而zedsehemecompletelymeetsthe,qui二mentsofengineering
5、andreliabilitydesi幼OfP耐uetsthroughtheanal15andestimation.TheeffeetsandrevisesmadebyheighttotheheatdissiPationarealsointrodueed.Theadvantageand此liabilityofthethermaldesignOfelectrieandelec肋niesequiPmentsbasedonnothermareverified.Keywords:inverter;thermal
6、anal15;thermalresistanee;junetiontemperatureFO仙dadonProject:Sup即rtedbyNational863Pmgram(No.20llAA05A305)1引言2仿真原理与方案设计小功率光伏逆变器是小型电力电子设备的典notherm是一款强大的三维cFD软件,CFD型代表,IGBT模块作为逆变器的核心器件,在运的仿真软件基本思想是将原来在时间域和空间域行过程中会产生大量的热,约有1%一1.5%的有功上连续的物理量的场,用有限个离散点上的变量功率
7、转化为热能,这部分热量会使其内部集成的值集合来代替,通过一定原则建立起关于这些离功率器件管芯发热结温升高若不能及时有效散点上场变量间关系的代数方程组,进行求解后地将此热量释放,就会降低系统可靠性,甚至损坏获得场变量的近似值热设计问题本质在于定量器件在电力电子产品小型化趋势下,IGBT模块描述热现象,小功率电力电子设备的散热设计可通在有限空间的散热设计成为小型光伏逆变器散热过湍流模型描述CFD仿真基本理论为:小型电子设计的核心,同时系统方案还要兼顾热敏感器件电子设备的散热设计属于不可压缩常物
8、性无内的温升,这就需对散热方案进行全方位评估热源的三维对流传热问题,结合传热学和流体动这里通过Rotherm软件对小功率光伏逆变器力学基本理论,得出描述该问题的微分方程组I2]进行系统级热分析ll]和多方案筛选,对比仿真数质量守恒方程为:据与工程样机实测数据,验证了基于Flotherm分即/日:+a伽u)/叙+a(p)门少+a(p)/az=0(l)析的电力电子设备散热设计的可行性与可靠度动量守恒方程为:沪=一即/ax勺山坏
