Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Realizacja praktyczna układu do pomiaru parametrów cieplnych tranzystorów MOS mocy

Posobkiewicz Krzysztof, Data Aleksander, Górecki Krzysztof

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 1

143--146

PL

W pracy przedstawiono autorski system pomiarowy do wyznaczania parametrów cieplnych tranzystorów mocy MOSFET umieszczonych na wspólnym podłożu. Zaprezentowano koncepcję metody pomiarowej oraz układ umożliwiający wyznaczenie własnych i wzajemnych przejściowych impedancji termicznych tranzystorów MOSFET. Przedstawiono podstawowe informacje o zastosowanych komponentach układu pomiarowego oraz opisano autorskie oprogramowanie. Pokazano i przedyskutowano przykładowe wyniki pomiarów własnych i wzajemnych przejściowych impedancji termicznych.

EN

The paper presents an original measuring system for determining thermal parameters of power MOSFETs placed on a common base. The concept of the measurement method and the system enabling the determination of self and transfer transient thermal impedances of power MOSFETs are presented. Basic information about the applied components of the measuring system is presented and the proprietary software was described. Some measurements results of the self and transfer transient thermal impedance are shown and discussed.

2

Wpływ złożoności biblioteki termicznej tranzystora IGBT w programie PLECS na dokładność wyznaczania temperatury jego wnętrza

Górecki Piotr, Bielecka Agata, Wojciechowski Daniel

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 2

16--19

PL

W pracy przedstawiono wpływ złożoności biblioteki termicznej tranzystora IGBT w programie PLECS na dokładność wyznaczania temperatury jego wnętrza. Przedstawiono sposób modelowania tranzystora IGBT w programie PLECS, a także sprawdzono jak należy opisywać jago właściwości statyczne by uzyskać dobrą dokładność obliczania temperatury wnętrza tego tranzystora. Wykonano obliczenia i określono wartości błędu względnego wyznaczania przyrostu temperatury wnętrza dla różnych sposobów odwzorowania jego charakterystyki wyjściowej.

EN

In the paper, an influence of complexity of a thermal library of IGBT in PLECS on the accuracy of computing its junction temperature is presented. The modeling method of IGBT in PLECS is presented, and it is also showed how to describe the static properties of the IGBT to obtain good accuracy of computing junction temperature of the transistor. Appropriate analyzes were carried out in PLECS and the relative error values of determining the IGBT junction temperature increase are determined for various manners of mapping its output characteristics.

3

Analityczno-numeryczna analiza spawania laserowego płaskowników smukłych

Wróbel J., Kulawik A., Bokota A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2017

|

R. 89, nr 6

36--42

PL

W pracy przedstawiono model analityczno-numeryczny oraz analizę zjawisk cieplnych, przemian fazowych i zjawisk mechanicznych towarzyszących spawaniu techniką laserową smukłych elementów płaskich. Do rozwiązania zagadnienia przewodzenia ciepła zastosowano metodę funkcji Greena. Model szacowania udziału faz oraz ich kinetyki oparto na wykresie spawalniczym ciągłego chłodzenia (CTPc-S). Udziały faz metalurgicznych powstających podczas ciągłego nagrzewania i chłodzenia (austenit, perlit lub bainit) wyznaczano równaniem Johnsona-Mehla i Avramiego. Do wyznaczania tworzącego się martenzytu wykorzystano zmodyfikowane równanie Koistinena i Marburgera. Naprężenia i odkształcenia wyznaczono z rozwiązania metodą elementów skończonych równań równowagi w formie prędkościowej. Uwzględniono odkształcenia cieplne, strukturalne, plastyczne oraz odkształcenia indukowane przemianami fazowymi. Do wyznaczania odkształceń plastycznych zastosowano warunek plastyczności Hubera-Misesa ze wzmocnieniem izotropowym, natomiast odkształcenia plastyczne indukowane przemianami fazowymi obliczano formułą Leblonda. Dokonano analizy składu fazowego i naprężeń towarzyszących spawaniu doczołowemu elementów wykonanych z niskowęglowej spawalnej stali (S235). Analizę przeprowadzono dla dwóch wersji spawania: pojedynczą wiązką laserową oraz podwójnymi wiązkami, z których jedna została użyta do podgrzewania wstępnego, a druga do spawania.

EN

In the paper an analytical-numerical model and the analysis of thermal phenomena, phase transformations and mechanical phenomena occur in laser welding of thin at bars were presented. To solve the heat transfer equation, the method of Green’s function was used. To calculate the phase fractions and their kinetics the model based on the analysis of the continuous cooling diagram for the welding (CCT) is used. Phase fractions which occur during the continuous heating and cooling (austenite, pearlite or bainite) are described by Johnson-Mehl-Avrami (JMA) formula. To determine the formed martensite the modified Koistinen-Marburger (KM) equation is used. The stress and strain are determined by the solution of the equilibrium equations in the rate form using finite element method. In the model the thermal, structural, plastic strains and induced plasticity are taken into account. To calculate the plastic strains the Huber-Mises plasticity condition with isotropic hardening is used. Whereas to determine transformations induced plasticity the modified Leblond model is applied. The analysis of the phase content and stress state which occur during the butt welding of elements made of low carbon steel (S235) were performed. The calculations were carried out for the two cases of welding: a single laser beam and a double laser beam, where first was a preheating source and the second the main welding source.

4

Wpływ temperatury na charakterystyki fotoogniwa polimerowego na bazie P3HT:PCBM

Górecki K., Krac E., Iwan A., Boharewicz B., Tazbir I.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 9

33-35

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych i symulacyjnych fotoogniwa polimerowego o architekturze ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al wykonanego w Instytucie Elektrotechniki we Wrocławiu. Przeprowadzono pomiary i obliczenia ilustrujące wpływ temperatury na charakterystyki oświetlonego i nieoświetlonego fotoogniwa polimerowego. Wykazano, że opracowany uprzednio przez autorów model fotoogniwa krzemowego poprawnie opisuje także charakterystyki fotoogniw polimerowych.

EN

This paper presents some results of measurements and calculations of a polymer solar cell with the ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/A1 architecture, elaborated in the Electrotechnical Institute in Wroclaw. Measurements and calculations illustrating an influence of temperature on light and dark characteristics of a polymer solar cell are performed. It was shown, that the computer model of silicon solar cells, previously elaborated by the authors, correctly describes characteristics of polymer solar cells.

5

Sposób wyznaczania obciążalności ciągłej torów prądowych z zestykami i rozpraszaczami ciepła

Kulas S.

Napędy i Sterowanie

|

2013

|

R. 15, nr 1

123--125

PL

Wyznaczanie obciążalności prądowej ciągłej torów prądowych jednorodnych jest realizowane na ogół za pomocą metody bilansowej. W praktyce w torach prądowych występują zmiany przekroju przewodnika, istnieją dodatkowe źródła lub rozpraszacze ciepła, a także występuje częściowa lub całkowita izolacja toru. W pracy przedstawiono sposób obliczania przyrostów temperatury wzdłuż toru prądowego z zestykami i rozpraszaczami ciepła, a także podano wyniki pomiarów przyrostów temperatury w badanych torach prądowych.

EN

Determination the ampacity of the current homogeneus paths is usually realize by thermal balance. In practice, in the current carrying paths occur changes of cross-section, additionally heat source (radiators) and dielectric isolation. In this paper the way of the calculation of the temperature rise along the current carrying paths, using the local source o heating and experimental results tests are presented.

6

Modelowanie zjawisk cieplnych w procesie napawania

Słoma J., Szczygieł I., Sachajdak A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2011

|

R. 83, nr 7

4-8

PL

W artykule przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych zjawisk występujących podczas napawania. Do modelowania zjawisk w spawalniczym łuku elektrycznym: topienia, krystalizacji, generacji ciepła oraz przepływów wielofazowych użyto pakietu CFD Fluent. Opracowano model 3D wycinka blachy 50 x 30 x 6 mm napawanej metodą GMA drutem litym o średnicy 1,2 mm. Skoncentrowano się głównie na zaprezentowaniu rozkładu temperatury w czasie, badano proces topienia materiału dodatkowego do spawania, a następnie krystalizacji jeziorka oraz przenoszenie stopionego metalu w łuku spawalniczym. Przeprowadzono również wstępną weryfikację modelu, porównując wyniki z obrazem zarejestrowanym przez szybką kamerę z prędkością 1000 klatek/s.

EN

The results of numerical calculations of phenomena which occur in the arc weld surfacing was presented. The CFD Fluent package was used for modelling the following phenomena in the electric arc: melting, solidifying, generation of heat and multiphase flows. The 3D model of a 50 x 30 x 6 metal plate cutaway padded with the use of the GMA method with a wire of 1.2 mm diameter was developed. The presentation of the distribution of temperature in time, the process of melting and later solidifying of the material, as well as the transport of the material from the arc to the padding weld were focused the article. The initial verification of the model by comparition the results with a picture recorded by 1000 frames/second fast camera was shown.

7

Wstępne badania wytwarzania ekologicznego kompozytu zastępującego ołów

Skoczylas P., Ludyński Z., Kaczorowski M.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 2

159-163

PL

W ciągu ostatniej dekady ołów został zaliczony do grupy 20 najbardziej toksycznych materiałów. Z tego powodu w kilku ośrodkach naukowych prowadzone są badania nad nowymi materiałami zastępującymi ołów. W artykule omówiono wstępne badania nad kompozytem polimer-proszek wolframowy. Do badań użyto handlowej żywicy (Epidian 100) i proszków wolframowych o ziarnistości 0,8, 3,2 i 50 µm. Żywica została rozpuszczona w acetonie, a następnie dodano poszczególnych proszków wolframowych, otrzymując mieszanki zawierające 2, 3 i 4% żywicy. Następnie wykonano badania prasowalności, gęstości i wytrzymałości na ściskanie otrzymanych kształtek. Przeprowadzono badania wpływu ziarnistości proszku wolframowego oraz ilości żywicy na temperaturę zeszklenia. Po prasowaniu pod ciśnieniem 100, 200, 300 i 400 MPa otrzymano kształtki o gęstości od 8,3 do 12,8 Mg/m3. Proszki drobne 0,8 µm okazały się nieprzydatne do wytwarzania kompozytów o gęstości zbliżonej do gęstości stopu ołowiu, tj. ok. 11,3 Mg/m3, nie udało się otrzymać kształtek o gęstości ołowiu nawet przy wysokich ciśnieniach podczas prób formowania. Granulaty wykonane na bazie proszku gruboziarnistego 50 µm charakteryzowały się bardzo dobrą prasowalnością. Kształtki o wymaganej gęstości można uzyskać z granulatu o składzie 97% proszku W i 3% Epidianu 100 podczas formowania pod ciśnieniem poniżej 200 MPa. Granulaty z proszkiem wolframowym o ziarnistości 3,2 µm i 3% zawartością Epidianu 100 pozwalają na otrzymanie kształtek o gęstości ok. 11,3 Mg/m3 przy ciśnieniu 400 MPa. Przeprowadzono procesy utwardzania otrzymanych kształtek w suszarce w temperaturze 170°C. Utwardzanie istotnie polepszyło odporność kształtek kompozytowych na ściskanie. Zaproponowana metoda wytwarzania nowego materiału - zamiennika ołowiu jest właściwa do specjalnych zastosowań.

EN

Through the centuries lead found wide application in various fields of human lives. Such application can be mentioned as examples: water supply, tanks and pipes, paints bearing, coins. Lead and its alloys were used as joining components of structure. An unquestioned advantage of lead, from the point of view of its processing is relatively low melting point. Lead is widely used also now in mass manufacture of products. These are car batteries, solders in electronies, weights, core of projectiles (ammunition), etc. Recently, increasing attention has been paid to harmful influence of lead on living organism, and susceptibility of lead to became accumulated in human bodies. Lead can be introduced into an organism simultaneously with food it can be inhaled or absorbed throught the skin. Lead attacks the central nervous system, kidneys, system of ressels and red blood cells. The removed of lead from the organism is a difficult process. Over the last decade lead has been included into the group of 20 most toxic substances. Following this fact, in some scientific centers around the world the research of new materials to substitute lead has been undertaken. Preliminary investigation of manufacturing composite polymer-tungsten powder were presented commercial resin (Epidian 100) and tungsten powders with grain size 0.8, 3.2, 50 µm were used. The resin were dissolved in acetone and next put in tungsten powders. Mixtures containing 2, 3, 4% of resin were fabricate. Dencity, porosity, compressive strength composite were examined. Influence of the size tungsten powders and content of the resin on temperature cure were determined. The density of the green compct after pressing (100, 200, 300, 400 MPa) were from 8.3 to 12.8 Mg/m3. The powder size of 0.8 µm was useless to receive composite with density 11.3 Mg/m3. The granulate made of tungsten powder with grain size of 50 µm characterized good compressibility. This method anable to receive dence composite 11.3 Mg/m3 conteining 97% tungsten powder and 3% resine under a load 200 MPa. The granulate with tungsten powder size of 3.2 µm and 3% resine under a load 400 MPa gives parts with density of 11.3 Mg/m3. Compacted composite were cured at temperature 170°C. Process of cured rased compressive strength composite. It has been shown that proposed method, is a good substitute of lead for special applications can be manufactured.

8

Analysis and design of electronic device cooling system elements in forced convection conditions

Felczak M.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

2008

|

z. 115

19-25

EN

The first part of the work includes a study of elements enhancing heat transfer in electronic devices. In the second part, a numerical model for the electronic device placement optimization on the PCB, including a genetic algorithm and a thermal solver is presented. The genetic algorithm searches for arrangements that are checked by the thermal solver if they satisfy requirements of the designer. Three optimizing problems are considered. The optimization of in-line placed devices is the first one. The second one is the optimization of placement of nine devices on the surface of a PCB on the assumption that devices can be placed in nine specified positions on the PCB. The third one is the optimization of placement of nine devices on the assumption that devices can be placed on the whole board.

PL

Zostały opracowane nowe metody wykorzystujące algorytmy genetyczne do optymalizacji rozmieszczenia układów elektronicznych na płytce drukowanej. Umożliwiają one optymalizację położenia układów elektronicznych w jednym oraz w dwóch wymiarach. Modele składają się z dwóch najważniejszych części funkcjonalnych: algorytmu genetycznego (wraz z kryteriami optymalizacji) poszukującego optymalnego rozmieszczenia oraz oprogramowania do obliczeń rozkładu temperatury na powierzchni badanych układów. Pierwszy model dotyczy optymalizacji kolejności elementów elektronicznych umieszczonych w linii. Algorytm umożliwia optymalizację ich kolejności oraz w późniejszej wersji również odstępów pomiędzy nimi. Możliwa jest optymalizacja jednokryterialna przy użyciu termicznych kryteriów optymalizacji takich jak wartość maksymalnej oraz średniej temperatury spośród wszystkich elementów jak również wielokryterialna przy użyciu kryterium ważonego z wartości temperatury maksymalnej i średniej. Stworzony został własny program obliczający wartości temperatury rozważanych układów elektronicznych (poprzez rozwiązanie równań Naviera-Stockesa oraz Kirchhoffa-Fouriera [3]). Drugi algorytm służy do optymalizacji rozmieszczenia układów elektronicznych na powierzchni płytki drukowanej (model termiczny 3D). Założono, że układy elektroniczne będą umieszczone w matrycy nxn elementów. Algorytm ten w porównaniu z poprzednim posiada bardziej skomplikowany model termiczny. Z tego powodu do wyznaczania wartości temperatury zostało użyte oprogramowanie komercyjne ANSYS®. Algorytm genetyczny jako program nadrzędny wywołuje oprogramowanie ANSYS® przekazując jednocześnie informacje o rozmiarach i gęstościach mocy poszczególnych źródeł ciepła. Wynik obliczeń (wartości temperatury poszczególnych źródeł) zwracany jest w pliku tekstowym. Algorytm wykorzystując zadane kryteria ocenia optymalność rozwiązania. Przeprowadzono optymalizację rozmieszczenia układów elektronicznych przy wykorzystaniu modelu jedno- i dwuwymiarowej optymalizacji. Dla pierwszego przypadku przeprowadzono optymalizację położenia układów elektronicznych ze względu na następujące kryteria termiczne: wartość temperatury maksymalnej, średniej, kryterium ważone z wartości temperatury maksymalnej oraz średniej. W drugim przypadku, optymalizowano rozmieszczenie układów elektronicznych na powierzchni podłoża PCB. Rozważono zarówno przypadek, kiedy algorytm może umieścić układy elektroniczne tylko w określonej liczbie miejsc równej liczbie elementów elektronicznych, jak również bardziej skomplikowany przypadek, kiedy układy elektroniczne mogą być umieszczone w dowolnym miejscu płytki drukowanej. Wszystkie dotychczasowe kryteria wzbogacono o kryterium dodatkowe, długości połączeń pomiędzy elementami. Został przeprowadzony szereg optymalizacji dla różnych mocy układów elektronicznych. Uwzględniono skomplikowane przypadki gdzie każdy z układów elektronicznych rozprasza różną gęstość mocy jak również proste przypadki, dla których rozwiązanie jest proste do przewidzenia. Wyniki pokazują, że przyjęta metoda optymalizacji jest uzasadniona. Symulowane modele termiczne zostały zweryfikowane poprzez pomiary termowizyjne w tunelu powietrznym.

9

Model numeryczny zjawisk cieplnych w nagrzewanym indukcyjnie wirującym walcu

Urbanek P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2007

|

R. 83, nr 3

71-74

PL

W pracy zaproponowano uproszczony model numeryczny zjawisk cieplnych w nagrzewanym indukcyjnie wirującym walcu. Model taki ma za zadnie odwzorowywać dynamikę zmian cieplnych zachodzących pod oraz pomiędzy strefami grzejnymi, które są przyczyną identyfikowanych sprzężeń cieplnych. Wstępnie zaproponowano model o 3 strefach grzejnych, który zweryfikowano w oparciu o badania na rzeczywistym obiekcie. Stało się to podstawa do rozbudowania modelu o kolejnych sześć stref, co pozwoliło na bardziej szczegółową analizę sprzężeń cieplnych stref oddalonych od siebie.

EN

In the paper the simplified numerical model of the thermal phenomena in the induction heated rotating cylinder has been proposed. The main purpose of these model is to imitate the dynamic heat changes under and between the heating zones, which cause identified thermal coupling. In the first, the numerical model with 3 heating zones has been proposed and verified with real laboratory model. It was basis for developing the model to 6 heating zones, what gives possibility to more accurate analysis of thermal coupling between heating zones.

10

Zjawiska cieplne podczas tarcia materiałów kompozytowych

Posmyk A., Służałek G., Myalski J.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 10

179-183

PL

Przedstawiono wybrane właściwości cieplne użytych do badań tribologicznych materiałów kompozytowych na osnowie aluminium i jego stopów. Dokonano badań ze stykowym pomiarem temperatury w pobliżu strefy tarcia w skojarzeniach żeliwa z wybranymi materiałami kompozytowymi i osnowy. Przebadano aluminium (A199,95), stop AK12, stop AK12 zbrojony tlenkiem aluminium i amorficznym węglem szklistym. Dokonano symulacji przepływu ciepła generowanego tarciem, wykorzystując jednopunktowe źródło ciepła, i obliczono rozkład temperatur w pobliżu strefy tarcia. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono istotne różnice temperatur w pobliżu strefy tarcia dla różnych materiałów. Różnice te zależą od rodzaju i cech stereologicznych fazy zbrojącej. Najwyższa temperatura panuje w skojarzeniu z kompozytem zawierającym cząstki tlenku aluminium, a najniższa w skojarzeniu z czystym aluminium i kompozytem z amorficznym węglem szklistym.

EN

In this paper thermal properties of composite materials with aluminium and their alloys matrix used for tribological testing are presented (Tables 1 and 2). The tribological tests with measurement of temperature near the friction zone in pairing of cast iron against chosen matrix and composite materials were made. Aluminium alloy AK12 reinforced with aluminium oxide (Al2O3) and amorphous carbon (WS) were tested. The results are presented in Table 3. The simulation of the heat flow generated through the friction under the assumption of one-point heat source was made. The results are presented in Figure 5. For the statistical estimation of the contact surface between the sliding parts measurements of the stereological parameters of the reinforcing phase (RP) were made using the 3D profilmeter (Figs. 2 and 3). Friction generated heat comes from the point sources number of, which depends on the topography and stereological parameters of the reinforcing phase. Quantity of the friction generated heat depends on the friction coefficient, which depends on topography and chemical composition of the surfaces of sliding parts. The heat flow carried away from the friction area depends on the thermal properties of the contacting parts. The reinforcing parts project over the matrix surface more then 1 [micro]m (Fig. 3) and they are in contact with the sliding partner. As a results the local stresses and strains increase in cast iron as well as the friction coefficient does. The thermal conductivity coefficient of aluminia (AI2O3) is considerably lower then the one of aluminium. Therefore local thermal peaks take place in the friction area of the cast iron, wearing against composite materials. They are much higher then the ones during wearing against aluminium or silumin (AISi alloy, Table 3). On the base of the test the significant differences between the temperatures near the friction area were found (Table 3). Some results were obtained by theoretical simulation based on Fourier-Kirchhoff heat transfer function (Fig. 5). These differences depended on the type of the reinforcing phase and its stereological parameters. The highest temperature was measured in case of aluminia, and the lowest in case of pure aluminium.

11

Analiza zjawisk cieplnych podczas nagrzewania tarciowego materiałów znacznie różniących się własnościami fizycznymi.

Kubiszyn I., Pietras A.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

1999

|

R. 43, nr 4

41-48

PL

Podczas nagrzewania tarciowego stali szybkotnących z konstrukcyjnymi, w wyniku tarcia w strefie przyzgrzeinowej, od strony stali szybkotnącej powstaje warstwa silnie uplastycznionego materiału, tzw. warstwa pośrednia. W artykule przedstawiono wyniki badań nad wpływem warunków nadgrzewania tarciowego, w jakich powstaje ww. warstwa pośrednia, na moc cieplną tarcia oraz osiągane temperatury w styku. W wyniku przeprowadzonych badań i obliczeń stwierdzono, iż w wypadku nagrzewania tarciowego kombinacji stali SK5M ze stalą 55, wraz ze wzrostem prędkości obrotowej tarcia wzrasta moc cieplna procesu tarcia, wzrasta skrócenie elementów, ale i wzrasta temperatura styku. Przeprowadzono również badania porównawcze procesu nagrzewania tarciowego stali konstrukcyjnych, w wyniku których stwierdzono, iż w tym przypadku, zawsze duża moc cieplna procesu oraz duże skrócenie elementów wiążą się z niskimi prędkościami obrotowymi.

EN

During friction heating of high-speed steels to constructional ones a layer of strongly plasticised material, so called intermediate layer, is formed on the side of high-speed steel. In the paper there are presented the results of investigation into the influence of friction heating conditions, in which the intermediate layer is formed, on the friction thermal energy and on the temperatures achived on the contact area. In consequence of investigations and calculations it has been stated that in friction heating of SK5M steel to 55 grade steel the increase in thermal energy of the friction process, shortening of elements being welded as well as in increase of the temperature on the contact area. Comparable testing of friction heating processes for constructional steels was made, in consequence of which it was stated that in this case the high thermal energy of the friction process and considerable shortening of workpieces were connected with low rotation speed.