脉冲高功率耗能电阻热阻抗模型与系统动态仿真分析

• 作者: 周建辉 侯俊义 王航 任孟干 高冲 张静
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 直流耗能电阻 脉冲高功率 热阻抗特性 瞬态模型 系统仿真分析
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 大功率电力电子与智能输配电|High-power Electrical Electronics and Intelligent Transmission and Distribution
• 页码范围: 574-583
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20200571

摘要

直流耗能电阻运行过程中受到脉冲高功率冲击,热特性迥异于目前普遍的稳态发热的电力电子装置,需要采用新的温度计算模型和系统设计方法.为此提出了基于热学原理的温变等效热电模型,讨论分析边界条件、材料属性和尺寸对直流耗能装置温度的影响规律,并提出优化措施.建立了自然冷却和水冷2种方式的直流耗能电阻动态系统仿真模型,其中自然冷却系统采用随温度变化的辐射和自然对流热阻模型,有效提升了模型的精度,并通过试验验证:采用瞬态热源与准稳态冷却系统耦合策略,将直流耗能电阻与水冷冷却系统模型有效集成,进行系统动态仿真分析,并提出直流耗能电阻冷却系统最优功率设计方法.该方法提出的仿真模型和冷却系统设计方法性能优异,满足工程应用需求.