一种基于热仿真的变频器结构设计方法及变频器结构技术

本公开实施例涉及变频器领域，提供一种基于热仿真的变频器结构设计方法及变频器结构，其中，基于热仿真的变频器结构设计方法包括：建立变频器模型，变频器模型包括壳体模型、电容模型以及电抗模型，壳体模型内包括容纳腔；壳体模型还包括凸台；壳体模型还包括散热装置；电容模型与电抗模型位于容纳腔内；壳体模型还包括散热器，散热器自变频器模型的顶面朝向容纳腔延伸；其中，电容模型包括：内部卷芯、外壳、密封层、极柱及顶盖；对变频器模型进行热仿真处理，并基于热仿真处理的结果，对变频器的至少一个散热参数进行调整，散热参数包括：散热器的尺寸、散热装置的型号或凸台朝向容纳腔延伸深度中的至少一者。可以提高热仿真的精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热仿真的变频器结构设计方法及变频器结构


[0001]本公开实施例涉及变频器领域，特别涉及一种基于热仿真的变频器结构设计方法及变频器结构。

技术介绍

[0002]变频器依靠内部绝缘栅双极型晶体管的开断，调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。随着工业自动化程度的不断提高，变频器得到了越来越广泛的应用。
[0003]随着各行业自动化应用的系统化与集成化程度越来越高，客户的体验度要求也越来越高，像以往变频器的简单使用及较笨重的体型、外观，已经难以满足客户的需求。变频器正快速向集成化、小型化、美观化的方向转变。然而，集成化、小型化又给变频器的散热控制带来了挑战，特别是热敏感器件的散热，如电容。如何兼顾小型化及散热性能，成了急需研究的课题。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供一种基于热仿真的变频器结构设计方法及变频器结构，至少可以提高热仿真的精确性，从而有利于设计出兼顾小型化及散热性能的变频器结构。
[0005]根据本公开一些实施例，本公开实施例一方面提供一种基于热仿真的变频器结构设计方法，包括建立变频器模型，所述变频器模型包括壳体模型、电容模型以及电抗模型，所述壳体模型内包括容纳腔；所述壳体模型还包括凸台，所述凸台自所述壳体模型的底面朝向所述容纳腔延伸；所述壳体模型还包括散热装置，且所述散热装置朝向所述容纳腔；所述电容模型与所述电抗模型位于所述容纳腔内，所述电容模型位于所述电抗模型上方，且所述电抗模型与所述凸台正对；所述壳体模型还包括散热器，所述散热器自所述变频器模型的顶面朝向所述容纳腔延伸；其中，所述电容模型包括：内部卷芯、外壳、密封层、极柱及顶盖，所述外壳环绕所述内部卷芯，所述密封层位于所述内部卷芯的顶面，所述极柱贯穿所述密封层与所述内部卷芯接触，所述顶盖位于所述密封层的顶面；对所述变频器模型进行热仿真处理，并基于所述热仿真处理的结果，对所述变频器的至少一个散热参数进行调整，所述散热参数包括：所述散热器的尺寸、所述散热装置的型号或所述凸台朝向所述容纳腔延伸深度中的至少一者。
[0006]在一些实施例中，获取所述热仿真处理的结果之前还包括：获取所述电容模型的温度与所述电容模型的阻值，并绘制所述电容模型的温度与所述电容模型的阻值对应的曲线，在所述热仿真处理的过程中，依据所述电容模型的当前温度获取当前阻值。
[0007]在一些实施例中，获取所述电容模型的温度的步骤包括：在所述外壳上选取若干个测试点，并将若干所述测试点温度的平均值作为所述电容模型的当前温度，并根据所述电容模型的当前温度绘制所述电容模型的温度与所述电容模型的阻值对应的曲线。
[0008]在一些实施例中，所述测试点以3个为一组，且每组的所述测试点沿所述密封层朝
向所述内部卷芯的方向排布于所述外壳上。
[0009]在一些实施例中，所述电抗模型包括：内芯、汇流排、绝缘层及线圈，所述汇流排位于所述内芯侧壁，且所述汇流排包括至少两个汇流脚，所述绝缘层环绕部分所述汇流脚及部分所述内芯，所述线圈至少设置于部分所述绝缘层的外壁；形成所述电抗模型的步骤包括：获取所述内芯、所述汇流排、所述绝缘层及所述线圈实际物理参数，并依据实际物理参数建立所述电抗模型。
[0010]在一些实施例中，所述凸台朝向所述散热装置及所述凸台朝向所述电抗模型的侧壁具有若干通孔。
[0011]在一些实施例中，形成的所述凸台与所述壳体模型为一体压铸成型。
[0012]在一些实施例中，形成所述电容模型之后，形成所述电抗模型之前还包括：在所述电容模型的底面形成隔热板，通过所述隔热板将所述电容模型及所述电抗模型隔开。
[0013]在一些实施例中，形成所述隔热板之后还包括：在所述隔热板的表面形成隔热层。
[0014]根据本公开一些实施例，本公开实施例另一方面还提供一种变频器结构，采用上述基于热仿真的变频器结构设计方法形成。
[0015]本公开实施例提供的技术方案至少具有以下优点：通过将电容模型分为：内部卷芯、外壳、密封层、极柱及顶盖5个部分可以提高变频器内的电容模型与实际电容的精确度，从而提高热仿真模型的精度，通过提高电容模型的精度从而可以在对建立好的变频器模型进行热仿真处理的过程中，提高热仿真处理结果的真实性和实用性，并可以根据实用性更高的热仿真处理结果调整变频器模型的结构，从而使得建立的变频器模型的散热性能更好。
附图说明
[0016]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；为了更清楚地说明本公开实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领缺普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本公开一实施例提供的一种基于热仿真的变频器结构设计方法的流程图；
[0018]图2为本公开一实施例提供的一种变频器模型的结构示意图；
[0019]图3为本公开一实施例提供的另一种变频器模型的结构示意图；
[0020]图4为本公开一实施例提供的又一种变频器模型的结构示意图；
[0021]图5为本公开一实施例提供的一种电容模型的结构示意图；
[0022]图6为本公开一实施例提供的一种电抗模型的结构示意图；
[0023]图7为本公开一实施例提供的另一种电抗模型的结构示意图。
具体实施方式
[0024]由
技术介绍
可知，电容属于热敏感器件，为了保证寿命要求，其允许温升一般较低，多数控制在15℃以下，而电抗的耐受温升较高，能高达100℃。所以，在以往设计中，往往将电容及电抗分开放置，通常将电容及电抗布置在两个腔体中，这就造成了变频器体型偏
大。
[0025]在现有技术中，关于电容及电抗的散热仿真评估，通常是将电容直接等效为一个圆柱体，实测整个电容的导热系数(轴向、径向)、比热容、密度等物性参数，作为仿真的输入条件；将电抗简化为实体块，然而这种等效方式往往会使热仿真处理的结果偏差较大，故为保证变频器具有足够的散热能力，通常还会预留较大的散热余量，散热余量较大导致成本也会增加。
[0026]本公开实施提供一种基于热仿真的变频器结构设计方法，通过将电容模型及电抗模型放置在同一容纳腔内，可以减小变频器的体积，且本公开实施例通过将电容模型分为内部卷芯、外壳、密封层、极柱及顶盖，可以提高电容模型的仿真精度，故在热仿真评估的过程中，本公开实施例提供电容模型与真实的电容模型更接近，从而可以减小热仿真处理的结果与实际应用之间的偏差，相应的可以减小预留的散热余量，相应的减小成本。
[0027]下面将结合附图对本公开的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本公开各实施例中，为了使读者更好地理解本公开而提出了许多技术细节。但是，即本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热仿真的变频器结构设计方法，其特征在于，包括：建立变频器模型，所述变频器模型包括壳体模型、电容模型以及电抗模型，所述壳体模型内包括容纳腔；所述壳体模型还包括凸台，所述凸台自所述壳体模型的底面朝向所述容纳腔延伸；所述壳体模型还包括散热装置，且所述散热装置朝向所述容纳腔；所述电容模型与所述电抗模型位于所述容纳腔内，所述电容模型位于所述电抗模型上方，且所述电抗模型与所述凸台正对；所述壳体模型还包括散热器，所述散热器自所述变频器模型的顶面朝向所述容纳腔延伸；其中，所述电容模型包括：内部卷芯、外壳、密封层、极柱及顶盖，所述外壳环绕所述内部卷芯，所述密封层位于所述内部卷芯的顶面，所述极柱贯穿所述密封层与所述内部卷芯接触，所述顶盖位于所述密封层的顶面；对所述变频器模型进行热仿真处理，并基于所述热仿真处理的结果，对所述变频器的至少一个散热参数进行调整，所述散热参数包括：所述散热器的尺寸、所述散热装置的型号或所述凸台朝向所述容纳腔延伸深度中的至少一者。2.根据权利要求1所述的基于热仿真的变频器结构设计方法，其特征在于，获取所述热仿真处理的结果之前还包括：获取所述电容模型的温度与所述电容模型的阻值，并绘制所述电容模型的温度与所述电容模型的阻值对应的曲线，在所述热仿真处理的过程中，依据所述电容模型的当前温度获取当前阻值。3.根据权利要求2所述的基于热仿真的变频器结构设计方法，其特征在于，获取所述电容模型的温度的步骤包括：在所述外壳上选取若干个测试点，并将若干所述测试点温度的平均值作为所述电容模型的当前温度，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：许佩佩，张主峰，段杰芳，
申请(专利权)人：上海辛格林纳新时达电机有限公司，
类型：发明
国别省市：