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直接冷却超导磁储能磁体加载实验与热分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2007年第4期35卷 85-88,132页

作者：吴钢王惠龄谢江波唐跃进华中科技大学能源与动力工程学院

阐述了35 kJ高温超导磁储能系统及其实验装置,通过对直接传导冷却超导磁储能磁体进行电流加载实验,对磁体进行了动态热分析.研究表明:在变流器对超导磁储能磁体充放磁储能过程中,磁滞损耗是功率损耗的主要部分,对磁体温升影响最大;减小... 详细信息

阐述了35 kJ高温超导磁储能系统及其实验装置,通过对直接传导冷却超导磁储能磁体进行电流加载实验,对磁体进行了动态热分析.研究表明:在变流器对超导磁储能磁体充放磁储能过程中,磁滞损耗是功率损耗的主要部分,对磁体温升影响最大;减小变流器直流侧频率有利于抑制磁体温升.基于热稳定性分析了导冷结构的优化因素,指出直接冷却导冷结构应强化关键部位(磁体上部)的传热,以减小磁体轴向温差.

关键词：直接冷却超导磁储能磁体电流加载热分析

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移动式直接冷却高温超导磁储能系统试验研究

中国电机工程学报 2011年第33期31卷 169-174页

作者：方家琨文劲宇王少荣石晶任丽唐跃进彭晓涛强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074 武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072

该文介绍了中国自行研制的第一套移动式直接冷却高温超导磁储能系统(moveable conduction-cooled high temperature superconducting magnetic energy storage system,M-SMES)的工作原理、组件结构、性能实验、动模实验和现场试验。该... 详细信息

该文介绍了中国自行研制的第一套移动式直接冷却高温超导磁储能系统(moveable conduction-cooled high temperature superconducting magnetic energy storage system,M-SMES)的工作原理、组件结构、性能实验、动模实验和现场试验。该系统额定值为380 V/35 kJ/7 kW,包括高温超导磁体及杜瓦、制冷单元、变流器、监控单元、箱体等主要组件及其它辅助部件,可吊装至集装箱车上移动到所需的位置,通过简单接线即可投入使用。针对该系统分别进行了电力系统动态模拟实验和现场试验。各项试验结果表明:该M-SMES具有四象限功率快速调节能力,具有良好的移动性和抗震性,现场运行性能稳定,能够抑制电力系统功率振荡,稳定系统电压,在电力系统中具有良好的应用前景。

关键词：移动式直接冷却高温超导磁储能现场试验

35kJ／7kW直接冷却高温超导磁储能系统

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电力系统自动化 2006年第21期30卷 99-102,106页

作者：石晶唐跃进周羽生戴陶珍魏斌任丽陈敬林王惠龄徐德鸿李敬东王少荣程时杰卢亚峰秦红三华中科技大学超导电力科学技术研究与发展中心湖北省武汉市430074 中国科学院等离子物理研究所安徽省合肥市230031 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 西北有色金属研究院陕西省西安市710016 湖南省电力公司湖南省长沙市410001

介绍了直接冷却高温超导磁储能(SMES)系统(35 kJ／7 kW)的总体结构和基本试验结果。该系统主要由超导磁体、低温系统、功率调节系统和监控系统组成。实验结果表明．通过直接冷却将储能磁体成功冷却到了20 K以下;储能磁体的直流临界电流... 详细信息

介绍了直接冷却高温超导磁储能(SMES)系统(35 kJ／7 kW)的总体结构和基本试验结果。该系统主要由超导磁体、低温系统、功率调节系统和监控系统组成。实验结果表明．通过直接冷却将储能磁体成功冷却到了20 K以下;储能磁体的直流临界电流达到150 A,临界储能量84 kJ,磁体中心场强4．5 T;监控系统和变流器能控制SMES与系统快速独立地在四象限进行有功功率和无功功率交换;在电力系统动态模拟实验中,SMES能有效抑制电力系统中因发电机机端短路故障引起的功率振荡。

关键词：高温超导磁储能直接冷却超导磁体电力系统稳定

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直接冷却IGBT功率模块散热性能研究

电工电能新技术 2014年第4期33卷 21-25,60页

作者：孙微刘钧苏伟邰翔中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室(电工研究所) 北京100190 电驱动系统大功率电力电子器件封装技术北京市工程实验室北京100190

电力电子设备元器件的温度是影响电力电子设备性能和可靠性的关键因素之一。在IGBT功率模块散热方面,目前的研究热点之一是在模块的设计阶段应用直接冷却技术,将散热鳍片集成在功率模块的铜基板上。这种结构使IGBT模块在安装固定时不再... 详细信息

电力电子设备元器件的温度是影响电力电子设备性能和可靠性的关键因素之一。在IGBT功率模块散热方面,目前的研究热点之一是在模块的设计阶段应用直接冷却技术,将散热鳍片集成在功率模块的铜基板上。这种结构使IGBT模块在安装固定时不再需要通过导热界面材料来连接模块铜基板和支撑底板,因而使模块的总热阻大大降低。本文对自主研发的二合一直接冷却IGBT功率模块进行了仿真试验研究,并对比了传统间接冷却模块的散热性能,试验结果表明直接冷却模块的热阻最高降低了33%,而且温度场分布也更加均匀。仿真结果与试验结果一致,证明了仿真模型的准确性。

关键词：功率模块直接冷却温度场热阻

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直接冷却系统与间接冷却系统的对比研究

流体机械 2019年第12期47卷 67-71页

作者：马燕臧润清闫璟敏天津商业大学天津市制冷技术重点实验室冷冻冷藏技术教育部工程研究中心天津市制冷技术工程中心

为测得间接冷却系统与直接冷却系统的性能对比,对两者进行了相关试验,研究不同库温、载冷剂流量的工况下2种制冷系统漏冷量、传热系数等性能参数的差异。结果表明,间接冷却系统制冷剂充注量比直接冷却系统减少536.3 g。但漏冷量更多,并... 详细信息

为测得间接冷却系统与直接冷却系统的性能对比,对两者进行了相关试验,研究不同库温、载冷剂流量的工况下2种制冷系统漏冷量、传热系数等性能参数的差异。结果表明,间接冷却系统制冷剂充注量比直接冷却系统减少536.3 g。但漏冷量更多,并随库温升高、载冷剂流量减少而降低,在库温-15℃时,2种制冷系统漏冷量最小相差161.06 W。随库温升高,直接冷却系统传热系数及制冷量会升高,而间接冷却系统传热系数及制冷量随库温升高而减小,载冷剂流量增加而加大。-15℃的库温下2种制冷系统制冷量相差了610.46 W,而增大冷却器换热面积可使其达到直接冷却系统相同的制冷量。因此增大换热面积,选择最佳载冷剂流量对于提高间接冷却系统的制冷效率极为重要。

关键词：直接冷却间接冷却性能参数换热面积

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直接冷却的高温超导磁体热稳定性有限元仿真

低温与超导 2006年第6期34卷 446-450,463页

作者：唐斯密吴钢王惠龄黄平张青枝海军工程大学机械工程系武汉430033 华中科技大学制冷与低温工程研究所武汉430074

制冷机直接冷却超导磁体是一门新兴技术,研究超导磁体在直接冷却下的热稳定性具有重要意义。用有限元方法解决复杂边界问题的热力学问题非常有效,而有限元分析软件ANSYS能使得用有限元法解决问题更加方便。该文用有限元方法对直接冷却... 详细信息

制冷机直接冷却超导磁体是一门新兴技术,研究超导磁体在直接冷却下的热稳定性具有重要意义。用有限元方法解决复杂边界问题的热力学问题非常有效,而有限元分析软件ANSYS能使得用有限元法解决问题更加方便。该文用有限元方法对直接冷却高温超导磁体进行了热稳定性数值仿真。仿真结果表明,在设定热负荷作用下,直接冷却的B i2223系高温超导磁体具有较好的热稳定性,磁体温度低于其临界温度。

关键词：高温超导磁体直接冷却有限元 ANSYS

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直接冷却固化法精制对二氯苯研究

直接冷却固化法精制对二氯苯研究

作者：汪斌南京工业大学

学位级别：硕士

熔融结晶是一种绿色的分离技术。一方面它不需要添加溶剂,另一方面它的操作温度比较低。目前,工业应用的熔融结晶技术分为两种:层结晶、悬浮结晶。层结晶以得到高纯度的晶体而著称,但只能间隙操作。悬浮结晶虽然可以连续生产,但晶体是... 详细信息

熔融结晶是一种绿色的分离技术。一方面它不需要添加溶剂,另一方面它的操作温度比较低。目前,工业应用的熔融结晶技术分为两种:层结晶、悬浮结晶。层结晶以得到高纯度的晶体而著称,但只能间隙操作。悬浮结晶虽然可以连续生产,但晶体是在悬浮液中长大,生长速率较低并且晶粒大小不均,因此给后续提纯带来了困难。颗粒提纯技术结合了层结晶技术和悬浮结晶技术的优点,既可以有较快的结晶速率,又可以连续生产。现有颗粒提纯技术的固化过程是在冷却钢带上进行,该设备结构复杂,给生产和维护带来了困难。本文提出了一种新的固化技术:将熔融液直接滴加到惰性冷却介质中,熔融液滴固化成小球。该方法工艺简单,所制得颗粒球形度好,大小均匀。本文以对二氯苯为研究体系,在温度为45℃下对不同造粒工艺条件下得到的混合二氯苯固体颗粒进行发汗实验。实验研究了原料组成、冷却固化温度、固体颗粒直径等因素对颗粒提纯效果的影响。结果表明,原料组成不同的固体颗粒在相同温度下发汗提纯,其产品纯度趋向一致,说明产品的最终纯度是由发汗温度决定的。冷却固化温度低,得到的固体颗粒结构致密,颗粒提纯速率较慢,但产品收率较高。颗粒直径越小,提纯速率越快,发汗后对二氯苯的含量也越高。以对二氯苯含量为85%的混合二氯苯为原料,在0℃冷却固化制成直径为3.1mm的固化小球,经100min发汗处理后,对二氯苯含量提高到99.6%,发汗提纯速率系数为。在不同的进料浓度,固化温度,颗粒直径情况下,提高发汗温度,对颗粒纯度和收率的影响是不同的。在高的进料浓度、较高的固化温度、较小的颗粒直径情况下,提高发汗温度对小球的纯度影响不大;而在低的进料浓度、较低的固化温度、较大的颗粒直径情况下,提高发汗温度,则小球的纯度提高较多。在高的熔融液浓度、较低的固化温度、较小的颗粒直径条件下,提高发汗温度,对对二氯苯的收率影响不大;而在低的进料浓度、高的固化温度、较大的颗粒直径情况下,提高发汗温度,对二氯苯的收率下降较多。分别考察了悬浮结晶粗品和固化小球在提纯塔中的提纯效果,悬浮结晶粗品

关键词：熔融结晶直接冷却固化发汗颗粒提纯提纯塔

G-M制冷机在高温超导磁储能磁体直接冷却中的应用研究

同方学位论文库评论

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低温与超导 2006年第1期34卷 9-13页

作者：吴钢王惠龄石零王建唐跃进汪京容华中科技大学低温研究所西北有色金属研究院西安710016

分析了超导磁储能直接冷却的特点,对G-M制冷机应用于超导磁储能直接冷却进行了方案设计和负荷计算;针对应用于超导磁储能冷却的G-M制冷机分析了热力参数对制冷系数和熵产率的影响;根据高温超导磁体冷却的实验结果,研究了G-M制冷机在磁... 详细信息

分析了超导磁储能直接冷却的特点,对G-M制冷机应用于超导磁储能直接冷却进行了方案设计和负荷计算;针对应用于超导磁储能冷却的G-M制冷机分析了热力参数对制冷系数和熵产率的影响;根据高温超导磁体冷却的实验结果,研究了G-M制冷机在磁储能直接冷却应用中的关键技术问题。

关键词：直接冷却 G—M制冷机超导磁储能磁体导冷结构

直接冷却大功率IGBT模块传热性能的数值模拟

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直接冷却大功率IGBT模块传热性能的数值模拟

作者：卢井生重庆大学

学位级别：硕士

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)模块作为常见的功率半导体器件广泛应用于风力发电、太阳能发电、电动汽车、轨道交通和家用电器等领域。由于IGBT模块集成度高、功率密度大、载流量和开关频率日益增加,导... 详细信息

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)模块作为常见的功率半导体器件广泛应用于风力发电、太阳能发电、电动汽车、轨道交通和家用电器等领域。由于IGBT模块集成度高、功率密度大、载流量和开关频率日益增加,导致其热损耗不断提高。掌握IGBT模块内部传热特性,并设计综合性能优异的散热器结构,对提高其运行安全性和可靠性有着重要意义。本文以某型号直接冷却IGBT模块作为研究对象,首先通过数值模拟的方法分析了模块内部的传热过程,计算出内部各层结构的热阻,结果表明热扩散板层热阻、焊料层热阻和陶瓷层热阻是IGBT模块内部热阻的主要组成部分。分析了热扩散板层、陶瓷层、焊料层的材料选用对IGBT模块热阻的影响。综合考虑IGBT模块热阻、成本、形变和工作循环寿命等因素,内部结构的最佳封装方案应该为:热扩散板选用Al Si C,陶瓷层选用SiN,焊料选用Sn-Ag。在热扩散板顶部添加一层具有高横向导热系数的石墨复合材料,可以减少热扩散板的扩散热阻,从而减小芯片结温。其次,研究了冷却介质的流量大小和种类对IGBT模块传热性能的影响,在入口流量为10 L/min～20 L/min的情况下,分别以纯水、40%乙二醇溶液和50%乙二醇溶液为冷却介质,得到了IGBT模块的结温分布、散热器流道内的压力分布,结果发现随着流量的提高,芯片结温降低,但流量超过14 L/min后,结温下降率减小;散热器的压降随着流量的提高而增大,当流量超过16 L/min后,压降增大率提高。同等条件下,采用纯水作为冷却介质比采用50%乙二醇溶液作为冷却介质的模块总热阻至少低16.4%,散热器的进出口压降至少低8.16%。最后,对直接冷却IGBT模块的散热器针肋结构进行了改进设计,通过数值计算分析了不同针肋纵向间距(即3.61 mm、3.00 mm和2.25 mm)、不同针肋形状(即圆柱、正三棱柱、正四棱柱和圆台)以及不同进出口布局(即I型和Z型)等条件下直接冷却IGBT模块的散热器热阻和流阻特性。引入综合性能评价因子对散热器结构进行评估,结果发现将针肋的纵向间距减小或者将针肋形状设计正四棱柱、正三棱柱,都可以使得散热器的综合性能得到提升,其中正四棱柱对应的综合性能评价因子是这六种结构中最高的,而改变进出口布局的方式或者将针肋设计为圆台形,并不能提升散热器的综合性能。

关键词： IGBT模块直接冷却热阻流阻结温