開關(guān)電源中高電流密度匯流排的仿真與優(yōu)化.pdf

1、交變電流在導(dǎo)體中流動時，在導(dǎo)體內(nèi)、外會產(chǎn)生隨時間變化的電磁場，由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流在原電流上產(chǎn)生了疊加和抵消效果，改變了導(dǎo)體內(nèi)部電流的分布，使電流趨于導(dǎo)體表面分布，即所謂集膚效應(yīng)。在多導(dǎo)體匯流排中，不僅有由導(dǎo)體自身引起的集膚效應(yīng)，而且還有由導(dǎo)體之間相互作用而引起的鄰近效應(yīng)。集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)隨著電流的頻率的增大而增大，造成損耗增大。為了設(shè)計損耗小、溫升小、性能穩(wěn)定的大電流匯流排，需要在計算中較精確地考慮電磁感應(yīng)的影響，對匯流排的電

2、磁分布，熱效應(yīng)進(jìn)行分析，設(shè)計出滿足工程電磁兼容條件和熱效應(yīng)需求的匯流排，在當(dāng)今這個電機及電力系統(tǒng)精度和安全性要求都不斷提高的時代是十分必要的。本文對開關(guān)電源匯流排進(jìn)行研究，首先對有限元研究的方法，匯流排電磁感應(yīng)的原理等進(jìn)行了理論介紹，同時對有限元分析方法模擬匯流排的結(jié)果進(jìn)行了理論驗證。
　　由于現(xiàn)代工程應(yīng)用中，常常會出現(xiàn)機械電氣設(shè)備中匯流排加載時變電壓或電流激勵的情況。將外電路設(shè)計與匯流排模型電磁仿真相結(jié)合，建立與實際匯流排工況相

3、符的模型是工程設(shè)計的趨勢。本文基于17kW開關(guān)電源匯流排模型進(jìn)行了理論分析，根據(jù)工況需求設(shè)計出控制匯流排工作狀態(tài)的驅(qū)動電路，通過電路仿真軟件分析驅(qū)動電路的輸出波形，驗證設(shè)計的驅(qū)動電路的可靠性，保證了仿真中匯流排上的流通電流與實際工況相符。并運用有限元仿真的手段，將外在驅(qū)動電路與匯流排聯(lián)合，在瞬態(tài)場中使匯流排在外電路控制下工作，完成匯流排電磁分布，歐姆損耗，電流密度的仿真。
　　為實現(xiàn)磁熱耦合，分析17kW開關(guān)電源匯流排的溫升情況，