电力机车牵引变流器水冷系统的热仿真分析

水冷系统是大功率交流传动电力机车牵引变流器安全可靠运行的基础。因其结构复杂,很难采用经验公式和理论计算进行准确的分析,而采用有限体积法对整个水冷系统进行仿真时需面临计算精度与计算机资源巨大的问题。通过运用FLUENT软件先对水冷系统管道内冷却介质的流动情况进行分析,再以计算得到的各水冷散热器入口平均流速为输入参数,然后对逆变模块和整流模块的水冷散热器温升情况进行研究,得到水冷系统的散热性能仿真结果。仿真方法的可行性和仿真结果的准确性得到了试验验证。研究结果可为牵引变流器水冷系统的热设计提供指导。     

地铁车辆牵引变流器的热管散热器的数值模拟

变流器采用"热管散热器+走行风冷"方式可简化柜体结构。为分析热管散热器的散热性能,利用Fluent软件分析了其流速和温度的分布特点,结果表明热管散热器在较低的车辆运行速度下仍具有较好的散热效果。实际的现场应用情况验证了仿真结果的准确性。     

DF7型内燃机车散热器单节流动传热的三维数值仿真

利用FLUENT软件对DF7内燃机车散热单节的单元区域散热过程进行了三维数值分析与仿真研究,分析了空气入口质量流量对传热系数的影响,通过研究获得了计算域的温度图、速度图、传热系数和相关计算结果。论文对FLUENT软件在国产散热器设计中的应用进行了探索与实践,研究表明FLUENT软件是散热器设计计算的有用工具。     

基于FloTHERM的车载电气设备风冷散热器参数优化设计

应用散热仿真软件FLoTHERM对风冷散热器散热性能进行了仿真计算,并结合试验数据进行了对比分析,研究了冷却风速、齿片密度和高度等参数对风冷散热器散热性能的影响。     

3D复合相变散热器在轨道交通中的热管理应用研究

针对轨道交通领域日趋恶劣的热管理条件,文章对一种散热效率更高效的3D复合相变散热器进行了研究。应用数值仿真和试验测试的研究方法,将3D复合相变散热器与相同体积的双面热管散热器和水冷散热器进行对比,结果表明:与双面热管散热器相比,3D复合相变散热器在相同风速和功率工况下,热阻降低7.8%～10.5%,压降降低57.5%～63.6%,均温效果提升约52%;对于相同风机的冷却系统,单个IGBT最大许用功率可增大670 W,增幅约26.8%;额定工况的热性能与水冷散热接近。     

功率模块风冷散热器性能计算方法研究

针对研制的30 t大轴重货运机车辅助变流柜中,风冷大功率模块的功率器件IGBT在开关过程中产生大量的热量,采用合适的冷却系统将产生的热量有效散发出去,保证产品和系统可靠、稳定地工作。通过理论计算,采用Fluent软件对功率模块散热器全域温度场分析相结合的方式,对散热器性能加以验证和调整,使散热效果达到最佳,满足系统要求,同时大大缩短开发周期,并能有效降低研发成本。     

机车变流柜散热器采用阻尼方式的数值模拟

机车变流柜装有整流器、逆变器、斩波器等电子元器件,为确保电子元器件可靠的工作和使用寿命,采用集成封装技术最后需要通过散热器把热量带走。应用Fluent软件在建立变流柜模型时采用阻尼替换散热器的方法做仿真计算,研究了对Ⅰ型和Ⅱ型阻尼加载由试验得到两组散热器阻力曲线的对比分析。利用流体力学及热力学第二定律,发现把湍动能、湍流耗散率和熵产率作为阻尼选用阻力曲线的评价指标,结果可以得到Ⅰ型阻尼和Ⅱ型阻尼合适的加载阻力曲线。     

HXD1C电力机车辅助变流器风道数值模拟及试验研究

对HXD1C电力机车辅助变流器用理论计算确定散热器尺寸,通过经验公式计算散热系统所需风量,用CFD软件FLUENT对风道散热系统进行了三维数值模拟分析,求解散热系统的温度场分布.通过与试验结果进行对比研究,表明计算结果满足工程运用所需的精度要求,可应用于类似系统的热分析中.     

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.     

珠江城际铁路清远站过站列车风数值模拟研究

基于计算流体力学软件Fluent,对珠三角城际铁路清远站的列车风风荷载进行了数值模拟研究。采用三维非定长可压缩流动模型,并应用动网格技术模拟了高速列车自进入雨棚起至穿越雨棚止的整个过程,得到列车过站过程中列车风空间分布形态,获得屏蔽门上监测点处的压力时程,总结压力分布的规律,给出用于结构设计的荷载取值建议,同时对站台的风环境进行分析。     

CRH3优化项目牵引电机通风道结构设计与分析

为保证运行中的动车组牵引电机散热正常,目前采用的方式为强迫风冷,即通过牵引电机通风道实现将牵引电机通风机新风送入牵引电机进风口.针对CRH3优化项目中牵引电机通风道,利用STAR-CCM+仿真软件,对两种方案风道模型内部空气流动情况、风量分配均匀性问题进行了分析.     

辅助逆变器散热器的数值模拟与优化设计

为使辅助逆变器散热器达到设计目的及与系统匹配最优,以某辅助逆变器散热器为研究对象,分析了散热器几何参数对热阻的影响。应用理论公式对高密度热流功率模块的散热器进行设计和优化,利用CFD软件对散热器的性能进行数值仿真模拟,根据仿真结果对散热器的参数进行优化。样机试制和试验结果显示,模拟仿真结果与试验数据基本吻合,误差在5%~8%。采用这种方法和思路来设计散热器,可以大大缩短产品研发周期和降低研发成本。     

电动汽车逆变器用散热器的优化设计

利用ICEPAK软件，全面地对逆变器的各种散热情况进行了分析，得出最佳散热方案，为散热器的设计提供了依据，改进的散热器现G应用于多款电动汽车。     

Fluent在大功率牵引变流器冷却系统设计中的应用

研制的1600kW大功率牵引变流器中，IGBT功率模块产生大量的热量，采用适当的冷却系统将产生的热量有效地散发出去，对提高产品和系统的可靠性有重要的意义。采用Fluent仿真软件对冷却系统温度场进行了仿真分析，并在仿真结果分析的基础上，调整冷却系统的技术参数，从而改善产品的散热效果，满足系统要求，大大缩短研发周期，以及降低研发成本。     

轨道车辆大功率IGBT散热器的热设计与试验研究

首先应用传热学理论对肋片散热器进行热阻计算,并采用Icepak软件进行仿真,最后为了验证理论计算和仿真的精度,进行了相关的散热器热阻试验.通过对散热器理论计算、仿真计算与试验结果进行对比研究证明,仿真计算能满足工程精度要求,理论计算经过修正后也能满足工程需要.     

电力机车走行风相变散热器风洞试验研究

文章基于电力机车走行风相变散热器的结构模型,建立了其等效热阻网络,分析其传热特性,推导了风速影响下散热量的修正系数关系式;通过风洞试验,研究了散热器在不同风速、不同水流量下散热量和热阻的变化特性,以及散热器在不同风速下的热启动性能及阻力特性。结果表明:散热器散热量随风速及水流量的增大而不断增大,而散热器热阻则刚好相反;散热器静态启动时间和散热启动时间均小于4 min;单个散热器产生阻力仅为机车牵引力的0.17‰,对整车阻力影响很小。     

具有散热结构的地铁列车再生制动能馈变流器结构设计

介绍了地铁列车再生制动能馈系统的工作原理,给出了一种基于模块化设计思路的能馈变流器结构设计方案。通过建立变流器柜的三维结构仿真模型,对柜内散热系统进行了热场分析;通过柜内温升试验及风速测试,验证了变流器散热系统结构的合理性。试验及测试结果表明,再生制动能馈变流器体积小、重量轻,不仅满足了产品的设计要求,还解决了变流器柜内散热效果不好的问题。     

高速铁路弓网电弧仿真研究进展

阐述了电弧模型的发展进程,介绍了不同电弧模型的模拟过程及数值建模方法。根据已有的电弧数值模型推导过程,电弧模型的不断发展体现在建模之前假设条件的减少上。在Ansys、Fluent等建模仿真软件中,也可通过建立弓网电弧模型,并设置模型参数的过程来模拟电弧的特性。在未来的研究中,将等离子体的特性应用于电弧的仿真过程,并且加入弓网系统的特殊环境因素,是弓网电弧数值模拟及仿真计算领域的发展方向。     

新型磁浮式轨道巡检车制动盘温度场及热应力场分析

摘要;采用ANSYS10.0有限元软件,建立了制动盘三维对称循环有限元模型,对实心、开通风槽和开通风槽及散热孔3种不同结构类型的灰铸铁材料的制动盘进行温度场和热应力场的分析.计算比较制动初速度为60 km/h时紧急制动情况下不同结构类型制动盘的热力学特性.仿真结果表明:3种不同结构的制动盘温度分布趋势和应力分布趋势基本...     

一种能馈变流柜强迫风冷仿真及试验验证

针对某布置有三相功率模块的中压能馈变流柜体,使用ICEPAK软件进行仿真分析,获得了柜体内的流场、温度场,并通过试验验证,揭示了该种结构下工作时流体的分布及规律。研究表明:该种串并联风道通过优化倒角设置,结合复合相变散热器及顶部抽风方式,不仅能满足IGBT散热需求,还能实现不同高度处的冷却效果相近,具体为三相模块中对应位置的IGBT温度差异不超过2K。