某舰载密闭电源机柜的热设计及实现.pdf

节选段落一：
某舰载密闭电源机柜的热设计及实现
韩延宁,董智鼎
(中国船舶重工集团公司第 723 研究所,扬州 22 500 1)
摘要:针对某密闭电源机柜的热设计要求,采用局部水风换热器循环风冷和冷板表面器件散热相结合的设计思路,
以 UG 三维软件进行整体结构布局设计,再利用 UG 高级热流仿真模块进行热散耗功率仿真,从而较好地解决了电
源机柜的变压器和隔离栅双极晶体管(IGBT)等重要器件的散热问题。整个方案具有设计合理、紧凑、可靠性高等特
点。最后通过试验,验证了整个机柜热设计的合理性。


节选段落二：
图 4　功率逆变组合布局图
功率逆变组合平均每个冷板散热量为 43 7 W,
对 单 个 冷 板 进 行 仿 真 建 立 三 维 模 型,冷 板 长
440 mm,宽和高为 1 1 0 mm×1 6 mm,散热器上部均
匀分布 4 个热源,热仿真结果如图 5 所示。冷板入
口水温为 40℃时,则冷板出口水温为 40.6℃,此时
911第 1 期 韩延宁等:某舰载密闭电源机柜的热设计及实现
冷板表面的器件最高温度为 47.4℃,该热源隔离栅
双极晶体管(IGBT)可以耐受到 1 20℃,由此可知此
种散热形式满足使用要求。


节选段落三：
图 5　冷板热仿真图
从上述变压器水风换热器散热和功率逆变组合
冷板的散热仿真结果可知,在内循环水温达到最高
40℃时,电源机柜中温度最高为 1 2 1℃,主要分布在
三相 400 Hz 的变压器上,冷板中最高温度为 47℃
左右,热点为 IGBT,由变压器及 IGBT 能承受的最
高耐受温度可知,该机柜的散热设计满足使用要求。
3　电源机柜的冷却管路设计
根据水风换热器、各冷板之间及管道流阻的大
小,为减少机柜内部水流量分配的转换关节,节约机
柜空间,将该电源机柜的水风换热器和各冷板之间
采用管路串联的方式进行连接。结构如图 6 所
示[2]。