有限元仿真及在电连接技术中的应用
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1.3.4 大电流连接器热—电分析

连接器的载流量是连接器运行中受环境条件和负荷影响的重要动态参数,其重要性关系到系统的安全可靠、利用效率以及连接器的寿命。连接器通过电流时,必然引起温升,当其电流相对较大且通电时间过长后,生热量将大大增加,这将不可避免地引起连接器特别是触点的较高温升。而过高的温升使得连接器接触部分弹性降低,引起接触对的接触不良;同时,高温也使得绝缘材料软化,使其绝缘性能下降,甚至出现短路或电击穿现象。连接器载流量的提升,从本质上来说,是增强连接器的散热,降低连接器的内部温度。散热越好,连接器内部温度的一致性就越好,最高温度点的温度就会越低,连接器越能承受更高的电流载荷。

对于任何型号连接器来说,都有一个温升极限值,当连接器的温度超过这一值时,就无法保证连接器的安全可靠。因此,对连接器进行热分析和热控制就显得十分必要。图1-33、图1-34分别是一种大电流连接器及其3D模型。图1-35为连接器利用ANSYS Workbench的Thermal-Electric模块进行热电仿真,针对连接器载流量对连接器的温升影响进行分析,找到一种提升极限通流能力且不失安全性的方法,来提高改善连接器的性能和可靠性,为连接器的设计、挖掘其潜能提供有价值的信息与依据。

图1-33 连接器

图1-34 连接器3D模型

图1-35 温升分布云图