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2016-12-1 閱讀(648)
有限元法的OMAL開關(guān)電源熱設(shè)計(jì)技術(shù)
OMAL開關(guān)電源廣泛應(yīng)用于電力、軌道交通、石化、冶金等領(lǐng)域。它逐步向小型化、高頻化、高功率密度的方向發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)境日趨嚴(yán)峻,因而對(duì)OMAL開關(guān)電源的可靠性提出了更高的要求。溫度是影響OMAL開關(guān)電源可靠性的重要因素。OMAL開關(guān)電源的溫度過高,嚴(yán)重影響了OMAL開關(guān)電源可靠性的提高,同時(shí)也降低其使用壽命。
有限元法的OMAL開關(guān)電源熱設(shè)計(jì)技術(shù) OMAL開關(guān)電源的熱設(shè)計(jì)對(duì)于提高OMAL開關(guān)電源可靠性和壽命具有重要的作用。因此,OMAL開關(guān)電源熱設(shè)計(jì)是十分必要的,并且成為OMAL開關(guān)電源設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。以工作于密閉電源盒內(nèi)的OMAL開關(guān)電源為研究對(duì)象,針對(duì)其節(jié)點(diǎn)溫度過高和多熱源之間的相互影響導(dǎo)致可靠性降低的問題,提出了一種適用于OMAL開關(guān)電源熱分析和熱設(shè)計(jì)的有限元方法。利用這種方法分析OMAL開關(guān)電源的熱特性,對(duì)OMAL開關(guān)電源進(jìn)行熱設(shè)計(jì),降低了OMAL開關(guān)電源主要器件的節(jié)點(diǎn)溫度,改善了OMAL開關(guān)電源的溫度分布,提高了OMAL開關(guān)電源的可靠性,延長(zhǎng)了壽命。首先根據(jù)傳熱學(xué)理論,分析OMAL開關(guān)電源的散熱途徑,建立OMAL開關(guān)電源穩(wěn)態(tài)熱場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用變分原理得到其等價(jià)的泛函形式。然后,利用有限元熱分析軟件ANSYS,對(duì)OMAL開關(guān)電源模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理,建立OMAL開關(guān)電源的有限元模型,對(duì)特定工況的OMAL開關(guān)電源的三維溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真分析,并將仿真結(jié)果與用紅外熱像儀拍攝的實(shí)際數(shù)值進(jìn)行比較,驗(yàn)證了借助有限元軟件ANSYS建立的有限元模型和所施加的載荷與邊界條件的正確性,證明了該方法的可行性。針對(duì)OMAL開關(guān)電源的穩(wěn)態(tài)溫度分布情況和影響散熱的主要因素,分別對(duì)OMAL開關(guān)電源的電路布局、內(nèi)部介質(zhì)和外殼的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。zui后,針對(duì)OMAL開關(guān)電源的溫度分布情況,利用GJB/Z 299C-2006中元器件應(yīng)力分析可靠性預(yù)計(jì)法對(duì)OMAL開關(guān)電源進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì),計(jì)算OMAL開關(guān)電源的失效率,推算其壽命。進(jìn)行試產(chǎn),根據(jù)OMAL開關(guān)電源具體的失效率,分析失效原因。驗(yàn)證有限元方法對(duì)OMAL開關(guān)電源進(jìn)行的熱設(shè)計(jì)是否滿足熱設(shè)計(jì)的目標(biāo),保證其長(zhǎng)期安全、可靠的運(yùn)行。利用有限元法對(duì)OMAL開關(guān)電源進(jìn)行熱設(shè)計(jì),降低了OMAL開關(guān)電源主要器件的節(jié)點(diǎn)溫度,提高了OMAL開關(guān)電源的可靠性,延長(zhǎng)了壽命,具有重要的實(shí)用價(jià)值。
