伺服驱动单元作为数控系统与伺服电机的连接环节,工作过程中由于功率损耗的存在会产生大量热量。由此带来的高温和频繁的热冲击不仅导致功能异常、器件失效等可靠性问题的出现,散热系统性能不足更是制约设备性能充分发挥的关键因素。面对工业发展对伺服驱动单元高可靠的性能需求,这些问题必须面对并加以解决。本文以伺服驱动单元为研究对象,研究单元工作过程中出现的器件热失效,散热系统参数优化等问题,主要内容包括:1.针对整流模块在额定电流水平下的热失效问题,利用数值模拟手段对其热阻构成进行分析,结果发现:双层热界面材料结构是导致温升过高,进一步地导致整流模块过早失效的主要原因,优化热界面材料层的导热性能对降低模块温升最有帮助。同时试验结果表明,在厚度一定的条件下,热界面材料的导热系数与芯片热阻呈非线性关系,过度追求高导热系数对于散热优化效果并不明显。2.针对逆变模块的散热系统多目标参数优化问题,通过数值模拟的手段研究了系统参数对散热性能的影响,结果表明:散热器基板和翅片几何结构、风扇风量等参数对散热性能的影响呈非线性。在此基础上,利用均匀设计和响应面回归拟合相结合的方法,建立了逆变模块温升与散热系统参数之间的数学模型,进一步地通过对数学模型的分析解决散热系统多变量参数的优化问题。试验结果表明:该方法试验次数少,预测结果可靠,经响应面优化后的散热系统散热性能得到明显提升。本文在提升伺服驱动单元可靠性的背景下,通过数值模拟和试验相结合手段,研究了整流模块失效、逆变模块的散热系统参数优化等问题,提出了功率模块的温升控制和散热系统多变量参数优化的方法,并验证了方法的有效性。本文的研究成果,对于驱动单元可靠性增长具有重要的理论和实际意义。