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由于热应力,设计电气技术装置的难度水平增加。随着电动汽车和电动机的发展,并跟上近期趋势,以创造较小的电子设备,减轻重量和提高效率,设计师依赖于改进的热分析系统或工具。
热分析显示电源对发热的影响及其对电子设备的不同部件的影响。在大多数情况下,电子设备的效率取决于电源增加,因此设计人员需要不断分析发热并找到消散设备热量的方法。
电子设备
电子设备包括由各种部件组成的电路。这些电子元件可分为两类,即无源元件和有源组件。活动组件可以改变,添加或减少输入能量的增益。然而,有源组件取决于被动组件以适当的功能。
在电子电路中,由于主动电子元件提供的能量增益,产生热量。这种热量可能会损坏电路并对设备造成永久性损坏。由此,在设计设备时,电子元件的选择是必不可少的。
为了提高设备的可靠性,预测其电子元件可能的热行为是必不可少的。几种方法基于繁琐的数学和配方,其可以预测电子元件的热图像。通常,任何电子系统的热设计都是从热参数推导出来的,然后是系统的电子元件。
热管理
热管理的主要重点是适当的热量控制。如上所述,热量可能会限制微芯片和其他电子元件的性能,从而降低了设备的寿命和成本方面的可靠性。
在LED照明等工业领域,对准确的热分析的需求增加。改进的热管理系统将确保电子设备的良好散热,从而增加加工能力并带来高紧凑性。
电气工程提高电气安全水平
电气工程的主要重点在于提高电气安全性和可靠性的改进。这涉及以下领域的更多研究和开发:
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ARC闪存评估研究(事件能源分析,以确保遵守NFPA 70E和NFPA 70(NEC))
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短路研究和复杂电路分析
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一种改进的电力系统建模,包括生成,传输和能量分配
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电气危险区域分类包括环境和地震资质
- 电气/电子设备陈旧问题的技术解决方案2020欧洲杯下注官网
- 火灾概率风险评估和电路分析
- 电气系统设计的评估
- 负荷流试验
热管理中使用的技术
各种软件通过模型和计算流体动力学有助于热分析,从而更好地管理气流和部件的温度和各种接头。
在电子器件的开发中,有各种各样的热管理工具。例如,电瞬态分析仪程序(ETAP)作为一个安全管理程序,用于测试负载流量、短路、电弧闪光、电机启动和其他协调研究。同样,SKM Systems Analysis Inc.也参与电力系统分析,并开发故障计算、协调、潮流、电弧闪险、电机启动、接地、谐波、可靠性、电缆拉拔、暂态稳定和许多综合安全管理程序的软件。
电子元件热分析的分析工具
等效热电路
这是一种传统的热分析方法,其基于等效电路参数研究。该方法涉及识别电路及其热流系统,然后确定每个组件的确定。主要是,等效热电路将电机分成温度被假定为恒定的不同区域。
由于这种缩小的节点数量,评估电源对电路的影响变得方便。由此,从一个点传递的能量是由热阻触发的。每个电阻中的电流与从一个节点传送到另一个节点的热功率相关。在该系统中,每个节点中的温度估计对应于稳态状态。该系统还允许添加电容来测量瞬态热谱。
有限元分析(FEA)
固体传导的研究使用有限元工具,如Flux 2D/3D软件。该软件的主要好处是,它提供了一个更好的了解电机内部的热交换。Flux的另一个优点是它的运行时间最小,并且用户友好。
CAdence是一个计算软件公司,设计了一个用于完整的热评估的单个仪器。其系统基于用于流体的固体结构和计算流体动力学(CFD)的FEA技术的组合。
CT KAO,Cadence多域系统分析业务部门的产品管理总监表示,电气性能取决于热分析的准确性。他说,对于更好的设计,同时考虑几个参数,例如电源泄漏和电阻。
Celsius Thermal Solver基于先进的3D结构中的实际电能流动进行静态(静止)和动态(瞬态)电热模拟,并提供对真实系统行为的最大可视性。Cadence宣布,其摄氏热解决方案是首个完整的电热联合模拟解决方案,适用于从集成电路到物理容器的整个电子系统。
参考资料和未来读数
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