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1、伺服驅(qū)動(dòng)單元作為數(shù)控系統(tǒng)與伺服電機(jī)的連接環(huán)節(jié),工作過程中由于功率損耗的存在會(huì)產(chǎn)生大量熱量。由此帶來的高溫和頻繁的熱沖擊不僅導(dǎo)致功能異常、器件失效等可靠性問題的出現(xiàn),散熱系統(tǒng)性能不足更是制約設(shè)備性能充分發(fā)揮的關(guān)鍵因素。面對(duì)工業(yè)發(fā)展對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)單元高可靠的性能需求,這些問題必須面對(duì)并加以解決。本文以伺服驅(qū)動(dòng)單元為研究對(duì)象,研究單元工作過程中出現(xiàn)的器件熱失效,散熱系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化等問題,主要內(nèi)容包括:
1.針對(duì)整流模塊在額定電流水平下的熱
2、失效問題,利用數(shù)值模擬手段對(duì)其熱阻構(gòu)成進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn):雙層熱界面材料結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致溫升過高,進(jìn)一步地導(dǎo)致整流模塊過早失效的主要原因,優(yōu)化熱界面材料層的導(dǎo)熱性能對(duì)降低模塊溫升最有幫助。同時(shí)試驗(yàn)結(jié)果表明,在厚度一定的條件下,熱界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)與芯片熱阻呈非線性關(guān)系,過度追求高導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)于散熱優(yōu)化效果并不明顯。
2.針對(duì)逆變模塊的散熱系統(tǒng)多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化問題,通過數(shù)值模擬的手段研究了系統(tǒng)參數(shù)對(duì)散熱性能的影響,結(jié)果表明:散熱器基板和翅
3、片幾何結(jié)構(gòu)、風(fēng)扇風(fēng)量等參數(shù)對(duì)散熱性能的影響呈非線性。在此基礎(chǔ)上,利用均勻設(shè)計(jì)和響應(yīng)面回歸擬合相結(jié)合的方法,建立了逆變模塊溫升與散熱系統(tǒng)參數(shù)之間的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)一步地通過對(duì)數(shù)學(xué)模型的分析解決散熱系統(tǒng)多變量參數(shù)的優(yōu)化問題。試驗(yàn)結(jié)果表明:該方法試驗(yàn)次數(shù)少,預(yù)測(cè)結(jié)果可靠,經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化后的散熱系統(tǒng)散熱性能得到明顯提升。
本文在提升伺服驅(qū)動(dòng)單元可靠性的背景下,通過數(shù)值模擬和試驗(yàn)相結(jié)合手段,研究了整流模塊失效、逆變模塊的散熱系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化等問題
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