λр – коэффициент теплопроводности материала радиатора (для алюминия λр = 208 Вт/м·К).

;

;

 К.

Уточненная площадь основания радиатора [3], м2:

;                                           (3.22)

 м2.

Имеем размеры основания радиатора: Spo = L1·L2, т. к. высота радиатора ограничена габаритом корпуса указанным в техническом задании (120 мм), то ее значение не может быть больше указанной величины. Принимаем        L1 = 0,12 м. Следовательно, L2 = Spo/ L1 = 0,0045/0,12 = 0,037 м. Имеем общую длину радиатора для шести транзисторов 0,037×6 = 0,22 м.

3.4 Расчет теплового режима

Исходные данные.

         Длина блока L1,м - 0,25;

         Ширина блока L2, м – 0,16,;

         Высота блока L3,м - 0,12;

         Коэффициент заполнения Kз - 0,02;

         Мощность расеиваемая в блоке Pз, Вт – 45;

         Давление среды H1i=H2i, мм.рт.ст - 800;

         Мощность рассеевания тепловыделяющего элемента (силовой транзистор) Pэл., Вт - 15;

         Максимально допустимая температура тепловыделяющего элемента (силовой транзистор) Тэ.эл1., К – 423;

         Максимально допустимая  температура элемента (DD1) Тэ.эл2.,    К – 358;

         Максимально допустимая температура для материала корпуса  Тк1,       К -  723;

         Температура среды Тв., К – 318.

         Рассчитывается  поверхность  корпуса  блока:

  м2,                                                          (3.23)     где   и   - горизонтальные  размеры  корпуса  аппарата, м.

         - вертикальный  размер, м.

          м2.

                Определяется  условная  поверхность  нагретой  зоны:

 м2,                                                             (3.24)

где  - коэффициент  заполнения  корпуса  аппарата  по  объему,

         Определяется  удельная  мощность  корпуса  блока:

     Вт/ м2 ,                                                                                   (3.25)

где  Р - мощность,  рассеиваемая  в  блоке,  Вт.

  Вт/ м2

         Определяется  удельная  мощность  нагретой  зоны:

                          Вт/ м2,                                                                (3.26)

  Вт/ м2.

         Находится  коэффициент    в  зависимости  от  удельной  мощности    корпуса  блока:

                   ,                  (3.27)

         Находится  коэффициент    в  зависимости  от  удельной  мощности   нагретой  зоны:

           ,                          (3.28)

         Находится  коэффициент    в  зависимости  от  давления  среды  вне  корпуса  блока  :

 ,                                                            (3.29)

где  - давление  окружающей  среды  в  Па.

.

         Находится  коэффициент    в  зависимости  от  давления  среды  внутри корпуса  блока  :

                        ,                                       (3.30)

где  - давление  внутри  корпуса  аппарата  в  Па.

.

         Определяется  перегрев  корпуса  блока:

                   K,                                                                      (3.31)

  К.

         Рассчитывается  перегрев  нагретой  зоны:

                   К,                                                  (3.32)

  К.

         Определяется  средний  перегрев  воздуха  в  блоке:

                    К,                                                      (3.33)

  К.

         Определяется  удельная  мощность теплонагруженного элемента:

                                      Вт/,                                       (3.34)

где   - мощность,  рассеиваемая  теплонагруженным  элементом (узлом),      температуру  которого  требуется  определить, Вт;

          - площадь  поверхности  элемента  (вместе  с   радиатором),  омываемая  воздухом, .  = 0,04 м2.

  Вт/ м2.

         Рассчитывается  перегрев  поверхности  элемента:

                     К,                                        (3.35)

    К.

         Рассчитывается  перегрев  среды,  окружающей  элемент:

  К,                                                         (3.36)

  К.

         Определяется  температура  корпуса  блока:

                  K,                                                            (3.37) 

где  - температура  среды, окружающей  блок , К.

   К.

         Определяется  температура  нагретой  зоны:      

 , K,                                                                          (3.38)

       .

         Находится  температура  поверхности  элемента:

                 К,                                                            (3.39)

            К.

         Находится  средняя  температура  воздуха  в  блоке:

                K,                                                      (3.40)

     К.

         Находится  температура среды,  окружающей  тепловыделяющий элемент:

   К,                                                                         (3.41)

                    К.        

При сравнении расчётных данных с необходимыми условиями:                Тэ.эл 1> Тэ.эл2 > Т в (423>358 >354,5 K),

Тэ.эл 1 > Т эс(423 >351,5 K),

Тэ.эл 1 > Т з (423 >368 K),

Тк1 > Tк (723>341 К).

Подтверждено, что тепловой режим  блока собюдается.

3.5 Расчет надежности

Исходными данными для данного расчета является схема электрическая принципиальная устройства «Преобразователь частоты» ПАЛ.437293.001.Э3, а также перечень элементов.

Время наработки на отказ tз = 5000 ч.

Коэффициенты электрической нагрузки элементов РЭУ:

Активные: 0,6

Резисторы: 0,7

Конденсаторы: 0,8

Другие: 0,8

Средняя температура эксплуатации - 25° С.

Условия эксплуатации – стационарные.

Относительная влажность – до 75%.

Атмосферное давление – от 84 до 107 кПа

В данном расчете учитываются электрический режим и условия эксплуатации элементов, кроме того, принимаются во внимание конструктивные элементы устройства.

1. Используя справочные данные  [11], определены поправочные коэффициенты (учитывающие влияние температуры и коэффициента нагрузки-α1,2; влияние механических воздействий- α3; влияние относительной влажности- α4; влияние атмосферного давления-  α5;   вносим их в таблицу. Суммарный поправочный коэффициент:

                   αΣ = α1,2 ∙ α3∙ α4 ∙ α5,                                                (3.42)

Результаты расчета занесены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Суммарный поправочный коэффициент

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21