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管式IGBT水冷散热器性能的数值模拟研究

作者：唐玉兔1,丁杰2 日期：2014-09-03/span> 浏览：2802 查看PDF文档

管式IGBT水冷散热器性能的数值模拟研究

唐玉兔1,丁杰2

(1.南车株洲电力机车研究所有限公司株洲南车时代电气股份有限公司,湖南株洲 412001

2.南车株洲电力机车研究所有限公司南车电气技术与材料工程研究院, 湖南株洲 412001)

摘要：为避免平板式水冷散热器可能因虚焊而存在泄漏的风险,设计了一款管式水冷散热器。以管式水冷散热器为研究对象,利用HyperMesh软件建立仿真分析用的网格模型,再采用FLUENT软件对流速分布、压力分布和温度场分布进行了分析,对比研究了流量、管材和底板厚度对IGBT芯片最高温度的影响。研究结果表明，压降基本上呈流量的二次方关系增长,芯片最高温度降低趋势随着流量增加由快速变为缓慢,芯片最高温度随管材的导热系数提高而降低,底板厚度对芯片最高温度的影响很小,采用单根管路的水冷散热器均温性不佳。通过对压力损失的分析,提出了单根管路改为双根管路的优化改进方案,管路压降较改进之前降低约80%，且温度均匀性更好。该研究结果可为管式水冷散热器的设计提供指导。

关键词：绝缘栅双极型晶体管;管式水冷散热器;压降;温度;流速

中图分类号：TB657.5;TH137.8+6文献标志码：A文章编号：1001-4551(2014)07-0870-05

本文引用格式：

唐玉兔,丁杰.管式IGBT水冷散热器性能的数值模拟研究［J］.机电工程，2014，31（7）：870-874.

TANG Yu-tu, DING Jie. Numerical simulation on performance of tubular water-cooled radiator for IGBT module［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2014,31(7):870-874.