面向兆瓦級風(fēng)電變流器液冷冷板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及仿真

【摘要】：隨著風(fēng)電變流器技術(shù)在全球范圍內(nèi)的快速發(fā)展,風(fēng)電變流器的功率等級也相應(yīng)得到很大的提高。風(fēng)電變流器功率等級的提高會引起變流器內(nèi)IGBT模塊的溫升,這將直接威脅到風(fēng)電變流器工作的穩(wěn)定性。特別是針對兆瓦級風(fēng)電變流器發(fā)熱量很大的功率器件,采取合理有效的散熱方式極為重要。首先,本文針對兆瓦級風(fēng)電變流器散熱問題,分析了多種散熱方式,提出了液冷冷板散熱。按照液冷冷板設(shè)計(jì)的相關(guān)理論和傳熱機(jī)理,對兩種傳統(tǒng)冷板流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),設(shè)計(jì)了四種新型冷板流道結(jié)構(gòu):加肋片的S型、中間入口的S型和兩種肋片順排的S型流道。其次,通過流體力學(xué)相關(guān)理論,對不同流道結(jié)構(gòu)的沿程阻力和局部阻力進(jìn)行了分析,建立沿程損失和局部損失的數(shù)學(xué)方程。利用CFD對六種流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓力損失的仿真分析,獲得流道內(nèi)速度場和壓力場的的分布,并將理論值與仿真值作分析比較。再次,根據(jù)傳熱學(xué)相關(guān)原理,建立冷板內(nèi)部對流換熱的數(shù)學(xué)方程,利用ICEPAK軟件對六種流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行對流換熱的仿真分析,得到冷板和IGBT模塊的溫度分布。對六種流道結(jié)構(gòu)的綜合性能作對比分析,結(jié)果表明:在相同的入口流速和入口水溫下,加肋片的S型和肋片順排的S型流道(結(jié)構(gòu)一)換熱性能最好,兩者溫度基本持平,但后者壓損大于前者;中間入口的S型流道溫度相對較高,但壓損最小;對比分析可知,加肋片的S型流道結(jié)構(gòu)綜合性能最好。最后,搭建冷板試驗(yàn)平臺,對冷板進(jìn)行流動性能和對流換熱性能的實(shí)驗(yàn)測試。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析,驗(yàn)證本文仿真結(jié)果的可靠性。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電變流器 液冷冷板 散熱 流道結(jié)構(gòu) 仿真分析
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 風(fēng)電變流器散熱研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 冷板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.2 冷板流道內(nèi)流體流動性的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.3 冷卻液的研究現(xiàn)狀16
• 1.4 課題來源和研究意義16-17
• 1.5 論文主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)17-18
• 1.5.1 主要研究內(nèi)容17
• 1.5.2 論文的結(jié)構(gòu)17-18
• 1.6 本章小結(jié)18-19
• 第二章 液冷冷板流道結(jié)構(gòu)的構(gòu)建19-26
• 2.1 液冷冷板散熱簡介19
• 2.2 液冷冷板換熱性能影響因素19-20
• 2.3 典型冷板內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)介紹20-22
• 2.3.1 并聯(lián)結(jié)構(gòu)20-21
• 2.3.2 串聯(lián)結(jié)構(gòu)21
• 2.3.3 順排與叉排肋片結(jié)構(gòu)21-22
• 2.4 傳統(tǒng)流道結(jié)構(gòu)的構(gòu)建22-23
• 2.5 新型流道結(jié)構(gòu)的構(gòu)建23-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第三章 液冷冷板壓力損失的仿真分析26-43
• 3.1 流體力學(xué)基礎(chǔ)26-27
• 3.1.1 流體力學(xué)簡介26
• 3.1.2 三大控制方程26-27
• 3.2 壓力損失的理論分析與計(jì)算27-35
• 3.2.1 流動阻力與壓力損失27-28
• 3.2.2 沿程損失系數(shù)與局部損失系數(shù)的確定28-29
• 3.2.3 結(jié)構(gòu)的分析與損失系數(shù)的設(shè)定29-32
• 3.2.4 壓力損失的計(jì)算32-35
• 3.3 壓力損失的仿真分析35-42
• 3.3.1 CFD和Fluent軟件介紹35
• 3.3.2 邊界條件和求解器的設(shè)置35-36
• 3.3.3 仿真結(jié)果分析36-42
• 3.4 減小阻力的損失的方法42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第四章 液冷冷板對流換熱性能的仿真分析43-67
• 4.1 三種傳熱方式介紹43-44
• 4.1.1 熱傳導(dǎo)43
• 4.1.2 熱對流43-44
• 4.1.3 熱輻射44
• 4.2 對流換熱的理論分析與計(jì)算44-50
• 4.2.1 對流換熱問題的研究方法44-45
• 4.2.2 內(nèi)部強(qiáng)制對流換熱問題的計(jì)算方法45-47
• 4.2.3 換熱性能的理論計(jì)算47-50
• 4.3 冷板流道數(shù)值計(jì)算50-54
• 4.3.1 ICEPAK軟件介紹50-51
• 4.3.2 物理模型51
• 4.3.3 網(wǎng)格模型51-53
• 4.3.4 邊界條件和后處理設(shè)置53-54
• 4.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)構(gòu)分析54-66
• 4.4.1 并聯(lián)流道結(jié)構(gòu)和串聯(lián)S型流道結(jié)構(gòu)54-56
• 4.4.2 加肋片的的S型流道和中間入口的S型流道56-58
• 4.4.3 兩種肋片順排的S型流道58-60
• 4.4.4 兩種傳統(tǒng)流道和四中新型流道綜合性能的分析比較60-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 液冷冷板結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究67-75
• 5.1 冷板實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)67-70
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果70-74
• 5.3 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 總結(jié)75
• 6.2 工作展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 致謝82

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

數(shù)字式冷板冷藏車檢溫儀    裴祥林,張志剛

冷板冷藏車通過部級鑒定    張景陽

發(fā)展冷板車的一條新途徑——利用淘汰的冷藏車改成冷板車和充冷站    趙悌蓀;李林;

冷板冷藏車運(yùn)用方式的探討    劉國豐

機(jī)械冷板冷藏車的發(fā)展與改進(jìn)方向    闞杰,郝亮,李濤,李強(qiáng),袁秀玲

冷板冷藏車內(nèi)冷板換熱性能的研究    楊培志;劉向龍;

機(jī)械冷板冷藏車?yán)浒宸爬鋽?shù)值模擬    張杰;莫羚;

大功率模塊用新型冷板的傳熱性能研究    余小玲;張榮婷;馮全科;

用于航空設(shè)備熱控制的蒸發(fā)冷板研制及特性    朱震華

冷板制冷是冷藏車節(jié)能的新冷源    鄒京生

蒸發(fā)腔冷板的應(yīng)用    徐偉杰;

組合式散熱冷板結(jié)構(gòu)技術(shù)研究    馬迎曙;

熱沉冷板熱性能模擬分析    張葆森;裴一飛;袁偉峰;郄殿福;

功放組件冷板的制造工藝    江海東;李元生;

機(jī)械冷板冷藏車?yán)鋬霭宄淅溥^程研究——Ⅱ部分:充冷過程模擬分析    臧建彬;何淑靜;顧春花;

鐵路冷板冷藏車的研究和試驗(yàn)    鄒京生;

微小通道冷板的快速仿真設(shè)計(jì)方法    錢吉裕;束瑛;

大型復(fù)雜液冷冷板的熱設(shè)計(jì)仿真方法    王健;

國內(nèi)冷板價格還能再大幅上漲嗎？    王剛

冷板市場何以這么“冷”？    思文

年內(nèi)冷板市場仍將高位震蕩    思文

冷板不“冷”價格高位運(yùn)行    包斯文

冷板市場仍將震蕩波動    思文

滬薄規(guī)格冷板行情上漲空間有限    陶永根

粵冷板市場冷落    孟友

供求決定冷板價格走勢    冷水

俄羅斯冷板出口重心向東南亞轉(zhuǎn)移    

國內(nèi)冷板市場持續(xù)趨冷    寶文

U型流道冷板流量分布及散熱特性的研究    胡爭光

面向電性能的天線冷板綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)    段奇君

面向兆瓦級風(fēng)電變流器液冷冷板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及仿真    劉述文

電子機(jī)箱氣冷冷板的傳熱特性研究    云永琥

S型流道液冷冷板性能分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化    翟妮娜

液冷冷板流動和換熱特性的研究    唐磊

液冷冷板流動及傳熱特性的數(shù)值研究    王延

冷板冷藏車內(nèi)溫度場及其對蔬菜品質(zhì)影響的研究    郭永剛

全高度電子設(shè)備冷卻用冷板設(shè)計(jì)分析    魏慧冬

冷板冷藏車內(nèi)番茄溫度場的數(shù)值計(jì)算及分析研究    周麗