环球电气之家-午夜精彩视频-中国专业电气电子产品行业服务网站!

產品分類

當前位置: 首頁 > 儀表工具產品 > 專用工具 > 長度測量工具 > 直尺

類型分類:
科普知識
數據分類:
直尺

母排的載流、發熱及優化

發布日期:2022-07-14 點擊率:55

  0 引言

  你見過電流在母排中是如何“流動”和“分布”的嗎?

  你又可曾見過無數電子穿過擁擠的通道時的“發紅發熱”?

  如果你是“電子”,你愿意在母排上一片藍色荒蕪郊區的“鬼域”里“漫步”嗎?

  1 母排的載流

  當電流流過母排(Busbar)時,在導體上會產生電流密度分布。圖1給出了仿真的一款母排極板的電流密度值及矢量分布。

  a. 電流密度值分布b. 電流密度矢量分布

  圖1 母排電流密度分布

 

  由圖1可以清晰地看出,電流自導體的首端流向尾端,電流密度矢量如同水流一般在導體內部分布。當電流密度矢量遇到“障礙物”時,則輕巧地繞過它而繼續行進。

  2 母排的發熱

  電阻率是用來表示物質電阻特性的物理量,是導體本身的基本屬性,用符號ρ表示。電流流經疊層母排導體時,會產生一定的熱量。導體單位體積內產生的熱量(即發熱功率密度)可用式(1)來計算:

 

  (1)

  p ——單位體積內產生的熱量,W/m3;

  j ——電流密度,A/m2;

  ρ ——導體的電阻率,Ω·m。

  由式(1)可知,在電流密度分布相同的情況下,導體的電阻率越高,其發熱量越大。因此,在溫升為關鍵制約因素的疊層母排設計過程中,應優先選擇電阻率小的導體材料。母排導體的發熱功率密度和穩態溫升也可用軟件來仿真計算。圖2為仿真的以上款母排導體的發熱功率密度分布,圖3則為仿真的30℃環境和自然對流條件下此母排導體的穩態溫度分布。

  圖2 母排發熱功率密度分布

  圖3 母排穩態溫度分布

 

  另外,根據公式(1)同樣可以得出:在電阻率不變的情況下,導體的電流密度越大,其發熱量也越大。以下將對導體的電流密度對穩態溫升的影響進行仿真研究,圖4給出了一塊中間帶有狹窄通道的銅導體的仿真模型及邊界條件。

  圖4 銅導體仿真模型及邊界條件

 

  圖5給出了當輸入電流i為100A情況下,銅導體的發熱功率密度及穩態溫度分布。由此可知,銅導體中間狹窄段的發熱功率密度和溫度最高。擁擠的通道引發高密度電流分布,一如交通的阻塞。如何降低母排導體的溫升,轉換為如何合理設計導體的電流密度。

  a. 發熱功率密度分布b. 穩態溫度分布

  圖5 銅導體發熱功率密度及穩態溫度分布

 

  圖6則給出了仿真的銅導體的最高溫度隨輸入電流i的變化曲線。仿真驗證了“在電阻率不變的情況下,導體的電流密度越大,其發熱量越大”的結論。

  圖6 銅導體最高溫度隨輸入電流變化曲線

 

  3 母排的優化

  上海鷹峰電子生產的疊層母排(Laminated Busbar)由扁平導體涂有膠粘劑的絕緣膜構成。為了減小線路的電阻值和增強導體的熱擴散能力,要盡可能選擇電導率高、導熱效果好的金屬作為導體材料。疊層母排的導體主要為銅材,這意味著導體占據著最高的材料成本。因此,在母排的優化設計過程中,要盡可能用最少的導體來滿足母排的載流性能要求。圖7提出了一種疊層母排極板的優化方法,圖8、9、10分別給出了仿真的該母排極板優化前后電流密度矢量分布、發熱功率密度分布和穩態溫度分布。

  圖7 疊層母排極板優化

  圖8 疊層母排極板優化前后電流密度矢量分布

  圖9 疊層母排極板優化前后發熱功率密度分布

  圖10 疊層母排極板優化前后穩態溫度分布

 

  由以上仿真數據可以看出,通過對疊層母排極板的優化設計,即砍去左上角大塊沒有電子“漫步”的“鬼城”。在節省了銅材料的前提下,母排的載流性能并未明顯的削弱。因此,該優化設計方法對工程師在以后的疊層母排設計過程中具有一定的指導意義。

  4 結語

  通過對母排進行電熱耦合仿真,可以清晰地看出電流(電子)在母排導體中的流動情況,甚至可以得到導體的發熱功率密度和穩態溫度分布。沿著電子流動的方向,上海鷹峰電子提出了一種疊層母排極板的優化設計方法。該方法得到了仿真驗證,對指導工程師設計疊層母排及實現公司節能降本具有非常重要的意義。


下一篇: PLC、DCS、FCS三大控

上一篇: UPS電源常見三大應用

推薦產品

更多
主站蜘蛛池模板: 贴片电感_贴片功率电感_贴片绕线电感_深圳市百斯特电子有限公司 贴片电容代理-三星电容-村田电容-风华电容-国巨电容-深圳市昂洋科技有限公司 | 河南道路标志牌_交通路标牌_交通标志牌厂家-郑州路畅交通 | 头条搜索极速版下载安装免费新版,头条搜索极速版邀请码怎么填写? - 欧远全 | 万濠影像仪(万濠投影仪)百科-苏州林泽仪器 | 仿真植物|仿真树|仿真花|假树|植物墙 - 广州天昆仿真植物有限公司 | 环球电气之家-中国专业电气电子产品行业服务网站! | 集装箱箱号识别_自重载重图像识别_铁路车号自动识别_OCR图像识别 | 悬浮拼装地板_篮球场木地板翻新_运动木地板价格-上海越禾运动地板厂家 | 刘秘书_你身边专业的工作范文写作小秘书 | 集装箱展厅-住人集装箱住宿|建筑|房屋|集装箱售楼处-山东锐嘉科技工程有限公司 | 逗网红-抖音网红-快手网红-各大平台网红物品导航 | 手术室净化厂家-成都做医院净化工程的公司-四川华锐-15年特殊科室建设经验 | 头条搜索极速版下载安装免费新版,头条搜索极速版邀请码怎么填写? - 欧远全 | 包塑丝_高铁绑丝_地暖绑丝_涂塑丝_塑料皮铁丝_河北创筹金属丝网制品有限公司 | 证券新闻,热播美式保罗1984第二部_腾讯1080p-仁爱影院 | 上海租车公司_上海包车_奔驰租赁_上海商务租车_上海谐焕租车 | 临沂招聘网_人才市场_招聘信息_求职招聘找工作请认准【马头商标】 | 龙门加工中心-数控龙门加工中心厂家价格-山东海特数控机床有限公司_龙门加工中心-数控龙门加工中心厂家价格-山东海特数控机床有限公司 | 上海乾拓贸易有限公司-日本SMC电磁阀_德国FESTO电磁阀_德国FESTO气缸 | 奇酷教育-Python培训|UI培训|WEB大前端培训|Unity3D培训|HTML5培训|人工智能培训|JAVA开发的教育品牌 | 天长市晶耀仪表有限公司 | 手持式线材张力计-套帽式风量罩-深圳市欧亚精密仪器有限公司 | 山东臭氧发生器,臭氧发生器厂家-山东瑞华环保设备 | 不锈钢/气体/液体玻璃转子流量计(防腐,选型,规格)-常州天晟热工仪表有限公司【官网】 | 永嘉县奥阳陶瓷阀门有限公司 | 亿立分板机_曲线_锯片式_走刀_在线式全自动_铣刀_在线V槽分板机-杭州亿协智能装备有限公司 | 商秀—企业短视频代运营_抖音企业号托管| 沈阳激光机-沈阳喷码机-沈阳光纤激光打标机-沈阳co2激光打标机 | UV固化机_UVLED光固化机_UV干燥机生产厂家-上海冠顶公司专业生产UV固化机设备 | 爆破器材运输车|烟花爆竹运输车|1-9类危险品厢式运输车|湖北江南专用特种汽车有限公司 | 清洁设备_洗地机/扫地机厂家_全自动洗地机_橙犀清洁设备官网 | 动力配电箱-不锈钢配电箱-高压开关柜-重庆宇轩机电设备有限公司 聚天冬氨酸,亚氨基二琥珀酸四钠,PASP,IDS - 远联化工 | 碳化硅,氮化硅,冰晶石,绢云母,氟化铝,白刚玉,棕刚玉,石墨,铝粉,铁粉,金属硅粉,金属铝粉,氧化铝粉,硅微粉,蓝晶石,红柱石,莫来石,粉煤灰,三聚磷酸钠,六偏磷酸钠,硫酸镁-皓泉新材料 | 澳威全屋定制官网|极简衣柜十大品牌|衣柜加盟代理|全屋定制招商 百度爱采购运营研究社社群-店铺托管-爱采购代运营-良言多米网络公司 | T恤衫定做,企业文化衫制作订做,广告T恤POLO衫定制厂家[源头工厂]-【汉诚T恤定制网】 | 专注氟塑料泵_衬氟泵_磁力泵_卧龙泵阀_化工泵专业品牌 - 梭川泵阀 | 上海平衡机-单面卧式动平衡机-万向节动平衡机-圈带动平衡机厂家-上海申岢动平衡机制造有限公司 | 深圳市超时尚职业培训学校,培训:月嫂,育婴,养老,家政;化妆,美容,美发,美甲. | ◆大型吹塑加工|吹塑加工|吹塑代加工|吹塑加工厂|吹塑设备|滚塑加工|滚塑代加工-莱力奇塑业有限公司 | 德州网站开发定制-小程序开发制作-APP软件开发-「两山开发」 | 外贸资讯网 - 洞悉全球贸易,把握市场先机|