开关磁阻电机功率变换器散热研究

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1、硕士学位论文开关磁阻电机功率变换器散热研究ResearchonHeatDissipationofSwitchedReluctanceMotorPowerConverter作者：胡振涛导师：陈昊教授中国矿业大学二〇一五年五月中图分类号TM352学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学硕士学位论文开关磁阻电机功率变换器散热研究ResearchonHeatDissipationofSwitchedReluctanceMotorPowerConverter作者胡振涛导师陈昊申请学位工学硕士培养单位信息与电气工程学院学科专业电气工程研究方向电机与电器答辩委员会主席张建文评阅人盲审二○

2、一五年五月论文审阅认定书研究生胡振涛在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢衷心感谢我的导师陈昊教授，陈老师在课题研究以及论文完成过程中给予我极其悉心的指导，在学习遇到困难时给予关键性的启发。陈老师严谨的科研态度和真诚淳朴的生活作风，给我留下了深刻的印象。作者为自己在科研道路上有这样一位学识渊博的良师感到幸运，在此我要向导师致以深深的敬意。感谢师兄徐阳博士，学习上给予我极大的帮助和

3、鼓励。参与课题研究以来，师兄耐心教会我实验和仿真方法。在研究遇到问题，总能在与师兄的交流过程中得以解决。还要感谢黄菲菲师姐、吕森师兄和李冬师弟的帮助与支持。书山有路，赖师长指引，学海无涯，幸同学相伴。在此感谢卢林辉、李进中、刘小旭、王胜权、杨洲、杨欢、张霄霄同届同学和徐彤博士一起学习进步，感谢他们在三年学习期间的陪伴与支持。感谢亲爱的父母的理解和支持以及母校对我的培养。感谢各位专家、老师在百忙之中评阅论文并不吝赐教。摘要电力电子技术的发展，使功率器件的体积、集成度和功率等级逐步提高。功率电子器件是开关磁阻电机功率变换器的重要组成部分，功率开关器件温度与功率损耗大小有关。文中结合开关磁阻电

4、机系统运行方式，计算开关功率损耗。斩波控制过程中，器件损耗与通过的电流有关，导通管损耗受导通压降影响较大，斩波管受开关频率和断态电压影响较大。功率器件的电气性能与温度有关，文中对功率变换器热分析和散热设计。系统所使用的功率开关器件安装在翅片散热器上，并使用风扇强制对流散热。数值计算方法是电气设备热分析的重要方法。文中使用CFX软件，建立数值计算模型。文中通过对TO-3P封装MOSFET热分析，提取结温和壳温，然后对功率变换器中的器件简化处理，建立功率变换器的热仿真模型，分析导热系数、接触热阻、传热系数对器件温升的影响，器件布局影响温度分布。在分析环境因素对系统传热性能影响时，建立流体-热

5、耦合模型，得到自然对流和强制对流散热情况下器件温度分布和空气的温度与流场分布。环境流体流动速度大时散热器表面传热系数大，温升减小。最后总结全文工作，并对下一步工作进行展望。该论文有图61幅，表11个，参考文献60篇。关键词：功率变换器；功率损耗；热分析模型；对流传热IAbstractWiththedevelopmentofpowerelectronicstechnology,thepowerdensityofpowerdevicesgraduallyincreaseswithdecreasedvolume.Powersemi-conductordeviceisimportantparto

6、fswitchedreluctancemotorpowerconverter;itsoperatingtemperatureisrelatedofpowerdissipation.ThispapercalculatetheswitchingpowerlossbasedontheoperatingmodeofswitchedreluctancemotorsystemDuringthePWMchopperprocess,thepowerlossisrelatedtodrainsourcecurrent,thelossofconductingtransistorisaffectedbycond

7、uctionvoltage,thechoppertransistorisaffectedmainlybyswitchingfrequencyandoff-statevoltage.Powerdeviceelectricalcharacterizationisrelatedtotheoperatingtemperature,thispaperfocusonpowerconvertersthermalanalysisandthermal