矿业安全与环保

作者：贾天毅, 徐立军, 陈志峰, 朱迪

关键词：矿井通风系统, 嵌入式变频器, IGBT, 数值模拟, 散热优化

矿用变频器作为矿井通风系统的重要装置，其散热性能将影响煤矿的安全生产。为便于井下安装调试，当前矿用变频器要求更大功率体积比。为解决上述问题，提出了一种适用于局部通风机的嵌入式风冷变频器结构，利用风机工作风流，以强迫风冷的方式进行变频器散热。以常规型散热翅片为基础，设计了等腰三角形与圆弧形结构散热翅片，分别进行了三维建模及结温理论计算，使用有限元法对3种模型进行数值模拟，并对IGBT模块的温度场和矢量场进行分析。结果表明：数值模拟与理论计算结果的误差不超过5%；翅片间距越小，气流损失越严重，等腰三角形和圆弧形翅片下的流动损失问题得到更好的解决；圆弧形翅片的间距小但通过增大翅片与流体的对流换热面积提升了散热性能。散热性能最优的圆弧形散热翅片在翅片间距不变，翅片高度和厚度分别为105 mm和5 mm时，散热性能达到最佳。

来源：2024年第2期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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