مطالعه عددی جهت بهبود عملکرد انتقال حرارت برای یک اینورتر قدرت سه فاز | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 5, Volume 15, Issue 2, 1394, Pages 13-24 PDF (914.34 K) | ||
| Authors | ||
| حمیده دل آرام; علی دستفان; محمود نوروزی* | ||
| دانشگاه صنعتی شاهرود | ||
| Abstract | ||
| در این مقاله شبیهسازی سه بعدی انتقال حرارت برای یک نمونه تجهیز الکترونیک قدرت و سیستم خنکساز آن پیادهسازی میشود. تجهیز یک اینورتر سهفاز توان بالا ساخت شرکت سِمیکرُن میباشد که کاربرد اصلی آن در وسایل نقلیه برقی و هیبریدی است. سیستم خنکساز یک گرمابر دارای پره مستقیم مستطیلی با مقطع عرضی یکنواخت است که از طریق همرفت خنک میشود. عامل محدود کننده طراحی سیستم انتقال حرارت، بالا بودن دمای بیشینه تراشهها و به عبارتی منابع حرارتی موجود در اینورتر با نام اختصاری IGBT میباشند. دمای IGBTها برای جلوگیری از شکست حرارتی و مکانیکی تجهیز بایستی زیر ͦC 125 باشد. یکی از اهداف اصلی، کاهش دمای بیشینه با طراحی دقیق چیدمان تراشهها میباشد. طراحی ابعاد هندسی گرمابر، با توجه به محدویت حرارتی تراشهها و مصالحه بین حجم مواد مصرفی و بازده گرمابر انجام میشود. پارامترهای هندسی مورد بررسی تعداد، ارتفاع و ضخامت پرهها و نیز ضخامت پایه گرمابر میباشند. تلفات توان منابع حرارتی با شبیهسازی در نرم افزار متلب و اطلاعات فنی ارائه شده از طرف شرکت سازنده به دقت محاسبه میشود. مدل حرارتی اینوتر و سیستم خنکساز آن توسط روش اجزاء محدود پیادهسازی میشود. صحت مدلسازی حرارتی و توان اتلافی محاسبه شده، توسط نرمافزار سِمیسِل تأیید میگردند. طراحی دقیق چیدمان باعث کاهش چشمگیر دمای بیشینه تراشهها به مقدار ͦC 20 میشود. بازده گرمابر با طراحی مناسب برای ضرایب انتقال حرارت W/m2.K 50، W/m2.K 75 و W/m2.K 100 به ترتیب با افزایش حجم 52/22%، 51/13% و 0%، به مقدار 35/10%، 67/16% و 51/27% نسبت به گرمابر اولیه افزایش یافته است. | ||
| Keywords | ||
| اینورتر قدرت; مدیریت حرارتی; طراحی چیدمان; طراحی ابعاد هندسی گرمابر; بازده گرمابر | ||
|
Statistics Article View: 368 PDF Download: 444 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,171 |
| Number of Articles | 24,674 |
| Article View | 24,479,422 |
| PDF Download | 17,565,687 |