電子質(zhì)量(2015第08期)基于 Clother的熱仿真分析基于 flotherm的熱仿真分析Analysis of Thermal Simulation Based on Flotherm王水發(fā)(福建船政交通職業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系福建福州350007)Wang shui-fa(Department of Mechanical Engineering. Fujian Chuanzheng Communications College, Fujian Fuzhou 350007)摘要:該文應(yīng)用 Clother分析軟件,建立大功率太陽能逆變器逆變模塊的簡化模型,進(jìn)行熱仿真計(jì)算,得出了模塊的穩(wěn)態(tài)溫度分布圖。從中提取幾個(gè)特殊點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,精度滿足工程要求,從而驗(yàn)證了該簡化模型的合理性,為電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞: Flothermm;熱仿真;溫度中圖分類號(hào):TP39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-0107(201508-007704Abstract: This paper established the simplified model of High-power Solar inverter by using thermal simulation software( Flotherm), and derived the distributing of the temperature field. By comparing with the experimental data, the accuracy meets the engineering requirements, and verifies the rationality of simplified modeland lay a foundation for optimal structural design of electronic equipmentKey words: Flotherm; thermal simulation; temperatureCLC number: TP39Document code: A Article ID: 1003-0107(2015)08-00770引言質(zhì)之中的傳遞(氣體液體和固體);對(duì)流換熱是流體流過隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,人們對(duì)電子設(shè)備的某物體表面時(shí)所發(fā)生的熱交換過程,可分為自然對(duì)流和性能壽命和可靠性的要求越來越高而電子設(shè)備的溫強(qiáng)迫對(duì)流對(duì)流一般發(fā)生于流體中。輻射是物體以電磁升是影響其性能壽命和可靠性的重要因素。為了避免波形式傳遞能量的過程。設(shè)備在開發(fā)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)溫升過高的情況出現(xiàn),而影響了開發(fā)周期和開發(fā)成本,一般在電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階2 Flotherm軟件介紹段都要對(duì)其進(jìn)行熱仿真分析。為了簡化模型,本文選取Flotherm軟件是采用成熟的 CFD(Computational F自已設(shè)計(jì)的太陽能逆變器(功率為630K里的三相逆變 uid dynamic計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)和數(shù)值傳熱學(xué)仿真技術(shù)開模塊做為研究對(duì)象,應(yīng)用 Flothern分析軟件對(duì)其進(jìn)行熱發(fā)的四是基于有限單元法,將原來在時(shí)間域和空間域上仿真分析連續(xù)的物理量的場,用一系列有限個(gè)離散點(diǎn)上的變量值的集合來代替,通過一定的原則和方式建立起關(guān)于這些1熱分析的基本原理離散點(diǎn)上場變量之間關(guān)系的代數(shù)方程組,然后求解代數(shù)凡是有溫差的地方就必然存在著熱量的傳遞。熱量方程組獲得場變量的近似值。一維、二維和三維的網(wǎng)格傳遞的兩個(gè)基本規(guī)律:熱量從高溫區(qū)流向低溫區(qū);高溫劃分如圖1所示。區(qū)發(fā)出的熱量必定等于低溫區(qū)吸收的熱量。其基本的計(jì)算公式為:Φ=KA△t式中:φ為熱流量;K為總傳熱系數(shù);A為傳熱面積;△t為熱流體與冷流體之間的溫差。熱傳遞的三種基本方式:導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射。導(dǎo)熱又中國煤化工二分圖稱為熱傳導(dǎo),是其于傅里葉定律,一般發(fā)生于同一種物CNMHG作者簡介:王水發(fā)(1984-),男,工程師研究生,碩士,研究方向?yàn)闇y控技術(shù)與儀器?；?Flotherm的熱仿真分析電子質(zhì)量(2015第08期)熱分析模塊是 Clother軟件的核心模塊,可以實(shí)現(xiàn)此模型由6個(gè)IBT,3個(gè)插片散熱器,3個(gè)渦流風(fēng)建立模型、加載邊界條件、求解計(jì)算、可視化后處理和分機(jī)和一個(gè)匯合風(fēng)道組成。在建立模型時(shí),需設(shè)置一些主析報(bào)告等基本功能。并可以完全滿足系統(tǒng)級(jí)板和組件要參數(shù)級(jí)到封裝等各種層次的分析。(1)環(huán)境參數(shù):模型外的外部環(huán)境溫度為45℃;(2)主要尺寸參數(shù):按各模型的外形尺寸建立;3建模與仿真分析(3)功耗參數(shù)設(shè)置每個(gè)GBT模塊里各個(gè)部件的功現(xiàn)選取自行設(shè)計(jì)的太陽能逆變器率為630里的耗本模型IcBr采用型號(hào)為F140:包含12個(gè)三相逆變模塊做為研究對(duì)象,應(yīng)用 Floth分析軟件對(duì)二極管和2個(gè)功率三極管);二級(jí)管的功耗為7ow,功率其進(jìn)行熱仿真分析。三極管的功耗105w;(4)風(fēng)機(jī)參數(shù):將渦流風(fēng)機(jī)的PQ曲線導(dǎo)人風(fēng)機(jī)模3.1物理模型的建立型內(nèi)提高計(jì)算速度和精度。將三相逆變模塊和風(fēng)道進(jìn)行(5)材料參數(shù):本模型共涉及鍍鋅板(ste)、散熱器簡化,其原模型和簡化模型如圖2所示。(A)和銅(oper)3種材料設(shè)置各自的導(dǎo)熱系數(shù)。32網(wǎng)格劃分為了使模型的熱仿真能盡可能的滿足精確要求,但亡出提高求解速度。所以,需對(duì)模型的各個(gè)部分采用局部網(wǎng)格劃分。散熱器和IGBT模塊釆用細(xì)密局部網(wǎng)格,其它采用粗糙網(wǎng)格,其總體的網(wǎng)格分布如圖3所示。a)原模型b) Flotherm簡化模型圖2原模型和簡化模型V020+Y圖3簡化模型的網(wǎng)格分布圖3.3求解計(jì)算圖5所示為溫度探針記錄的各個(gè)位置的溫度曲線。在cB模塊周圍設(shè)置幾個(gè)我們所關(guān)注位置的溫度隨著時(shí)間的推移,溫度都趨于穩(wěn)定,符合實(shí)際情況。從曲探針利用軟件內(nèi)部的求解器進(jìn)行求解。圖4和圖5所線上看模型上面的GBT(靠近風(fēng)機(jī)側(cè))的溫度高于模型示為求解器進(jìn)行550次迭帶后的計(jì)算結(jié)果。圖4所示為下面的GBT遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)側(cè)的溫度,這主要是因?yàn)檫M(jìn)風(fēng)口計(jì)算模型的殘差曲線,從圖中可以看出各條曲線都在(溫度低連在中國煤化工10以內(nèi),可近似為曲線收斂,即系統(tǒng)穩(wěn)定。CNMHG電子質(zhì)量(2015第08期)基于 Clother的熱仿真分析FoTHERM圖4殘差曲線圖圖5各相探針位置溫度曲線34可視化后處理圖6所示為C相散熱器表面(散熱器與IGBT接觸面的溫度分布云圖,從圖中可以看出溫度最高點(diǎn)出現(xiàn)在模型上面的IGBT上,約為123℃。為了驗(yàn)證仿真的準(zhǔn)確性,通過實(shí)驗(yàn)測得逆變器在滿載情況下,C相幾個(gè)溫度探針位置的溫度穩(wěn)定值,并與仿真值進(jìn)行比較,如表1所示。從表中可以看出,用Flotherm仿真的溫度值與實(shí)驗(yàn)值基本吻合,精度基本滿足工程計(jì)算需要,驗(yàn)證了該熱仿真分析方法的正確性表1溫度探針位置點(diǎn)仿真值與實(shí)驗(yàn)值比較表(單位:℃)監(jiān)控點(diǎn)C1C12C22中國煤化工仿真溫度8058389490.9CNMHG實(shí)測溫度79.682.585.189.5圖6c相散熱器表面溫度分布云圖基于 Flotherm的熱仿真分析電子質(zhì)量(2015第08期)4結(jié)論參考文獻(xiàn):本文通過簡化逆變器的模型,利用 Flotherm軟件進(jìn)GJBZ27-1992電子設(shè)備可靠性熱設(shè)計(jì)手冊(cè)Sl行熱仿真,可以全面的了解模型各部分的溫升變化情[2徐曉婷朱敏波楊艷妮電子設(shè)備熱仿真分析及軟件況,并從中提取幾個(gè)特殊點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,結(jié)果應(yīng)用機(jī)電子工藝技術(shù)2006,27(5265-268精度基本滿足工程要求,從而驗(yàn)證了該分析方法的合理3張紅根鄭欣燕高熱量機(jī)箱的熱設(shè)計(jì)- Flotherm建模性,為電子設(shè)備樣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。小應(yīng)用天地2007,108):55-56上接76頁試驗(yàn)信息化管理系統(tǒng)文件資料測試文件導(dǎo)入測試文件導(dǎo)調(diào)試流程編輯出入庫信息記錄日常維護(hù)信息技術(shù)資料技術(shù)資料導(dǎo)入維護(hù)設(shè)備輸入調(diào)試記錄數(shù)據(jù)上傳故障信息上傳輔助素材測試項(xiàng)目管理驗(yàn)任務(wù)部署設(shè)備應(yīng)用情況提交日常維護(hù)信息試驗(yàn)信息數(shù)據(jù)庫測試數(shù)據(jù)記錄測試結(jié)果上傳技術(shù)資料查看設(shè)備使用記錄通知公告查詢圃■■圃圖4原始數(shù)據(jù)管理整體結(jié)構(gòu)圖2結(jié)論系統(tǒng)節(jié)省了測試人員的大量時(shí)間。通過信息化技術(shù),改本文針對(duì)某型火箭測量系統(tǒng)在管理龐雜、產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)測試數(shù)據(jù)及信息的管理方式,為型號(hào)工作提供全面信息繁多效率不高的現(xiàn)狀,對(duì)運(yùn)載火箭測量系統(tǒng)綜合便捷、高效的數(shù)據(jù)服務(wù)并對(duì)綜合試驗(yàn)數(shù)據(jù)及信息管理試驗(yàn)信息管理進(jìn)行了初步研究,梳理出試驗(yàn)信息管理的提出來的更進(jìn)一步的構(gòu)想為保質(zhì)保量完成型號(hào)工作打思路及關(guān)鍵技術(shù),研究并實(shí)現(xiàn)了一種信息管理系統(tǒng)。該下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。中國煤化工CNMHG