NUMERIČKO MODELIRANJE IZMJENE TOPLINE U KUĆIŠTU PRETVARAČA

U ovom diplomskom radu izvršeno je numeričko modeliranje i analiza izmjene topline u kućištu pretvarača električne energije. Ovakav pretvarač bi se koristio kod punjenja baterija električnih automobila preko bilo kojeg priključka gradske mreže i na bilo kojem mjestu. Time bi se uvelike skratilo vrijeme punjenja i potaknulo ljude na kupnju električnih automobila, koji su na našem automobilskom tržištu trenutno nepopularni i javnost je nedovoljno upoznata s njihovim prednostima. Termodinamička analiza je napravljena kako bi se utvrdili nedostaci i problemi koji se javljaju prilikom zagrijavanja elektroničkih komponenti, a time i ovakve vrste pretvarača, s ciljem optimizacije geometrije, izbora materijala i elektroničkih komponenti, te vrste hlađenja. Provjera matematičkog trodimenzijskog modela izvršena je samo primjenom numeričke metode kontrolnih volumena, a mjerenja i istraživanja na stvarnom modelu nisu napravljena jer on još ne postoji. Analizom je utvrđeno kako se rebra pretvarača na koja prelazi toplina unutar pretvarača, vrlo dobro hlade prisilnim strujanjem zraka pomoću dva ventilatora. Stišljivi zrak koji se nalazi unutar kućišta pomalo djeluje kao izolator, pa početne ideje o vodonepropusnosti i ulasku prašine i prljavštine unutra nije moguće ostvariti. Zato je provedena sekundarna analiza s realnim rubnim uvjetima, kako bi se moglo vidjeti kada bi ovi uvjeti o vodonepropusnosti i sprječavanju ulaska prašine i prljavštine bili ostvarivi. Utvrđeno je kako bi bile potrebne preinake i optimizacija geometrije kod početnih uvjeta, izrada otvora za ulazak i cirkuliranje zraka u kućište, te možda i primjena vodenog hlađenja, čime bi se uvelike poboljšala izmjena topline i smanjila unutarnja temperatura.Numerical modeling and analysis of heat transfer in inverter housing has been made in this thesis. This type of inverter was intended to be used in car industry to charge car batteries on every spot that has power grid connection. Application of this inverter can reduce batteries charging time and encourage people to buy electric cars, which are currently unpopular and insufficiently introduced on Croatian car market. Thermodynamical analysis showed the problems and disadvantages when the inverter electronic components are heating inside housing space, in order to optimize inverter geometry, material and electronic components type selection and the appliance of the most effective type of cooling. Numerical 3D models of inverter have been solved by use of finite volume method, in order to analyze and measure, for the reason prototype is not yet produced. Inverter ribs are cooling down satisfying because the inside heat is fetched on by the forced air drifting, powered by two fans. In inverter housing compressible air has insulator features, so the idea of waterproof, dustproof and dirtproof inverter isn't so likely achieved in initial analysis. Secondary analysis with realistic boundary conditions has been made to realize previously mentioned goals. From thermodynamical point of view and based on the acquired optimization results, the air circulation should be installed inside inverter housing, mavbe even water cooling implementation, to improve heat transfer and downsize temperature