电源机柜端子座的有限元建模与优化

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目前,机柜已经成为计算机行业、通信行业和互联网行业中不可缺少的用品。机柜是通过电源机柜进行供电的。机柜中的电子设备能否安全、可靠、稳定的运行取决于电源机柜是否能提供精确、稳定的电流。因此对于电源机柜的电流传输部分-端子座铜排进行研究就显得尤为重要。当电源机柜工作时,会有较大的电流流过电源机柜的端子座,这必然会带来极大的温升。当端子座的温度超过某一极限值后,会让接触表面的金属软化或熔化甚至沸腾,造成接点界面熔结,金属相互转移,使金属表面氧化加速,同时可能造成相变,使机械强度明显降低,影响电器正常工作。若遇过载或短路故障,则可能损坏电器,乃至引起灾难性事故。因此需要得到端子座铜排的温度分布图,从而分析铜排的温升情况。本文通过对端子座铜排进行热分析,利用ANSYS有限元软件对工作中的载流铜排进行仿真建模,得到其温度分布情况。仿真实验中共建立了三种模型,它们分别是铜排连接处的局部模型,铜排的整体模型和螺栓的蠕变模型,并对温度分布和螺栓预紧力的情况进行了分析,得到了仿真结果。最后提出了两种铜排的优化方案,一是对铜排结构的优化,二是强制对流的优化。从仿真结果上看,两者都对于降低铜排在极限电流下工作时的温度具有一定的效果。
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