基于Icepak的机车牵引变流器热设计

以某机车牵引变流器散热系统为研究对象,对其功率模块和其他热敏感度高的关键部件热损耗进行分析。针对该变流器的整体布局特征,提出各功率模块采用独立风道的方式进行冷却,并在风机的入口前设计导流装置,将各模块的冷却风量按功耗的比例进行分配,均衡冷却效果。采用Icepak软件计算变流器内部的流场分布和功率模块的温度分布,结果表明:各关键部件的散热都能满足设计要求,各功率模块的冷却效果也较为均衡。通过温升试验验证,试验结果与仿真结果基本吻合,验证了方案的可行性。     

标准地铁列车大功率高频辅助变流器热设计

为了满足标准地铁列车的设计需求,文章提出一种大功率高频辅助变流器,并对其散热性能及核心功率器件的损耗进行分析计算。通过对比热仿真模型和样机温升试验,证明热仿真模型能够比较准确地反映功率器件的温升。     

地铁高频辅助变流器热设计及试验验证

随着地铁辅助变流器的开关频率不断提高,合理的热设计是保证辅助变流器正常工作的前提。针对地铁高频辅助变流器,对产品热设计进行研究。利用PLECS软件计算关键模块的损耗,并设计多并联风道散热系统;采用Icepak软件建立该散热系统仿真模型,仿真得到高频辅助变流器关键模块的温升;最后对高频辅助变流器样机进行温升试验。仿真结果与试验测试结果对比表明,温升吻合性较好,验证了仿真分析的有效性,且关键模块温升小于45 K,满足该系统的散热需求,并为高频辅助变流器热设计及优化提供了方法。     

某集中式动力单元电抗器温升过高的问题分析与解决对策

针对温升试验时牵引电抗器温升超标问题,通过现场排查、分析推断电抗器受风面积太小是导致其温升过高的主要原因.首先基于热损耗理论,计算器件的功率损耗;然后构建牵引系统增加导风罩前后的有限元模型,并运用ICEPAK对系统进行热仿真分析,以验证增加导风罩后的散热效果;最后加工导风罩用于样机的温升试验.结果表明:仿真温度与试验温...     

高热流密度SiC功率模块传热优化设计研究

针对新一代高压封装SiC器件功率模块功率密度更大、芯片尺寸更小的问题,文章基于一种新型复合相变散热技术,应用数值仿真和试验测试的研究方法进行传热优化设计研究。将优化设计所得的结果与外形尺寸一致的常规型材翅片散热方案进行性能对比,对比结果表明：在功率3×630 W的工况下,新型复合相变散热器相对型材翅片散热器,在相同风速条件下,温升可减小23.9～32.5 K,降幅为39.7%～61.6%;在相同风冷系统条件下,温升降幅可达到52%,并且对于相同的散热器设计温升,单个IGBT应用功率可增大约860 W,增幅约1倍,对于大功率、高热流密度散热应用发展前景广阔。     

轨道车辆轴瓦结构齿轮箱温升高问题分析及改进

针对轨道车辆轴瓦结构齿轮箱温升高问题进行原因分析,提出了改进措施,通过散热计算验证了改进后齿轮箱的散热能力,并通过试验验证及运行考核进一步证明了改进后的齿轮箱运转平稳、温升正常,且散热性能良好。     

基于Buck斩波电路的充电机模块的设计

设计了一种基于Buck斩波电路的充电机模块,对电路进行分析及计算,确定了充电机模块各电力电子器件关键参数和器件选型。采用Matlab/Simulink仿真平台构建仿真模型,对各关键参数进行仿真分析。结果表明该模块性能完全达到设计要求,具有较高的实用价值。     

大功率模块用水冷散热器的数值模拟与试验研究

通过数值模拟与试验研究相结合的方法,对某电力机车牵引变流器大功率模块水冷散热器的性能进行了研究。结果表明,不同的IGBT元件模型对散热器的温升及热阻计算影响较大,发热模块模型计算出的散热器最大热阻值与试验值最为接近,相差约6%;散热器的热阻随冷却液流量的增加而减小,但与模块功率的变化无明显的关系;压降随冷却液流量的增加而增加。     

基于flotherm软件的HXD2辅助变流功率模块散热研究

以HXD2辅助变流柜三维模型和其型式试验报告提供的准确数据为依据,利用热仿真软件flotherm搭建辅助功率模块的散热模型,并对功率模块在特定状态下的热分布情况进行仿真,并与试验数据对比,证明了建模及仿真分析的有效性,为今后模块散热优化设计等方面提供了前期指导.     

DC-link纹波电流分析与研究

对DC-link电容寿命及使用稳定性起关键作用的是电容本身的温升,而温升与系统施加在电容两端纹波电流的大小有直接关系。通过理论计算、仿真验证、实测验证等方法,总结归纳DC-link纹波电流的计算方法,为工程人员合理选择DC-link电容、设计散热方式及计算散热能力提供依据。     

城轨辅助变流器热设计方法研究

针对辅助变流器热设计的需求,建立有限体积法的迭代方程,并结合城轨辅助变流器的热设计,提出热仿真的设计步骤与方法。依照此方法建立北京城轨13号线辅助变流器箱体与内部主要电气部件的数学模型,采用仿真与公式计算结合的IGBT热损耗计算方法,使用六面体网格离散时间与空间域的模型,借助流体力学软件迭代有限体积法方程进行热仿真的计算,计算结果满足温升要求。依据此热设计结果试制成样机,完成稳态温升试验,并将主要电气部件试验结果与仿真结果进行对比。结果满足设计初衷,验证了有限体积法的热仿真分析方法的可行性。     

悬索桥主缆温度场计算

研究目的:精确地计算悬索桥主缆各种状态下的温度场,对于悬索桥的架设至关重要.为此,在一些基本假设的基础上,建立主缆的热分析模型和非稳态热传导微分方程,推导太阳热辐射和热对流边界条件,主缆计算模型的热物性参数则采用了模型试验得到的结果.为了得到特定环境条件下的数值解,建立主缆温度场的计算方法及主缆热平衡矩阵方程.研究结论:通过对某桥梁主缆温度场的有限元计算及与实桥主缆温度场实测结果的对比,证明了计算方法的精确和可靠,可用于悬索桥主缆设计、施工和运营阶段的温度场计算.     

异步牵引电动机特性的试验研究

结合1000kW交-直-交系统的地而试验及4 000kW原型机车的要求,对YQD-300异步牵引电动机进行了小时温升等五项试验。本文通过对试验结果的分析,表明所设计的异步牵引电动机具有起动电流小、起动转矩大、堵转时间长、温升低、恒功特性理想等优良性能。试验结果为新电机的设计提供了依据。     

DC-DC变换器中25 kW高频功率变压器的设计

介绍了中低速磁浮列车DC-DC变换器用25kW高频功率变压器的设计,包括其磁芯材料的选择原则、参数计算、损耗计算以及效率计算的方法。试验运行结果表明所设计的高频功率变压器满足功率输出、温升等性能要求。     

10kV供电系统用大功率有源电力滤波器的控制系统

根据10 kV电力系统三相大功率有源电力滤波器的主电路及其结构特点,提出了一种基于DSP的数模混合控制系统方案,详细阐述了其硬件电路和软件设计,并给出了试验波形.试验结果表明,该控制系统能满足有源电力滤波器对谐波的动态跟踪和快速补偿的要求.     

V/X接线牵引变压器的温升特性

针对V/X接线牵引变压器独特的接线方式、电气特性和负载特性,基于热电类比原理和变压器内部热传递过程建立V/X接线牵引变压器内部热路模型.参照电路理论推导温升计算微分方程,并根据热特征参量问的相互关系,建立V/X接线牵引变压器内部温升计算模型.以1台机车从驶入到驶出某V/X接线牵引变压器供电区间的过程为例,仿真计算顶层油温度曲线和绕组热点温度曲线.分析绕组绝缘寿命的影响因素,并根据牵引负荷的特点,提出适用于V/X接线牵引变压器的绝缘寿命损失计算方法.     

永磁同步电机的三维流场温度场耦合计算

随着永磁同步电机功率密度的提高与体积的减小,准确预估其温升成为设计过程中的关键难题。为解决该难题,以某永磁同步电机为研究对象,基于基本假设和求解条件,采用多参考坐标系模型与有限体积法对永磁同步电机三维流动与传热耦合仿真模型进行求解。对永磁同步电机内部的流体流动特性、整体温度场、定转子温度场以及对流换热系数分布进行了分析。研究方法与结果可为永磁同步电机的热设计工作提供指导。     

一种动车组充电机的设计简

设计了一种动车组充电机,介绍了其主电路及控制系统设计,重点阐述关键器件参数设计及热设计。仿真与样机试验结果验证了所设计的充电机性能良好,完全能满足系统的技术要求。     

基于二次开发技术及AAR标准的货车焊接结构疲劳寿命预测

为解决对铁路货车车辆焊接结构疲劳寿命预测的难题，运用I-DEAS软件提供的二次开发功能，研制了基于AAR标准的铁路货车疲劳寿命预测系统。采用CORBA与I-DEAS互操作技术将载荷谱处理模块、FEA结果提取模块、疲劳计算模块、综合计算模块以自定义ICON形式嵌入到I-DEAS软件之中。采用Miner线性累积损伤理论及AAR标准中提供的SN曲线，实现了有限元分析与疲劳寿命预测的系统集成。最后，以铁路重载运煤货车为实例，进行疲劳寿命预测与方案评估，证明当从疲劳寿命的角度对铁路货车的设计方案选优时，本文的研究是有实用价值的。