功率型线绕电阻器的热计算.pdf

2011年2月15吕
现代电子按术
Feb.2011
第34卷第4期
Modern Electronics Technique
Vol 34 No
功率型线绕电阻器的热计算
马晓东,陈仁厚,戴刚
(国营第七九五厂,映西成阳712099)
摘要:为了达到指导功率型线绕电阻设计和应用的月的,以能量守恒原理为基础,利用热功转換理论建立基本方程,
采用数学分析的方法得出功率型线绕电且器在恒定功率作用下表面温升与时间的函数关系。通过对结果的分析获得电阻
热平衡状态下的表面温升及达到热平衡的时间常数。确定了通过试验和理论计算相结合获得综合散热系数的方法,并通过
实验验证得出了理论与实际相符的结论,从而建立了功率型线绕电阻器恒定功率下的热模型。
关键词:功率型线绕电阻器;热模型;表面温升;时间常数
中图分类号:TN919-3
文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2011)04-0132-03
Heating Calculating For Power Wire-wound Resistor
MA Xiao-dong. CHEN Ren-hou, DAI Gang
State Run Factory No. 795. Xianyang 71299, China)
Abstract: To achieve the design and application of the power wire wound resistor, a basal equation was established b
using the power-to-heat conversion theory based on the principle of energy conservation. As for the power wire-wound resis
tor the function ralation between surface temprature rise and time under the action of invariablenes power or pulse power was
obtained with the method of mathematics analysis, The time constants of the surface temprature rise in the heat balance state
of the resistor and the achievement of thermal balance are obtained by analysing the results obtained above. The method to
achieve the composite coefficient of hea transfer is confirmed by experiment and theoretical calculation, with which the thermal
model of the power wire-wound resistor is established under the constant power.
Keywords: power wire-wound resistor; thermal model; surface tempreture rise; time constant
功率型线绕电阻器是无源元件,以耗散功率大、耐
Qdt=Q dt-q2dt
电流冲击而得到使用者的青眯。常用作大功率电源的式中:Q为电脉冲单位时间内施加的能量,Q=0.24P,
启动限流电阻、能量泻放电阻。在这一过程中,线绕电P为脉冲功率(工频),0.24为转换系数1,当P为直流
阻将电能转换为热能消耗掉,因此,电阻表面将有较高时,转换系数为1,Q1为向外释放的能量,Q1=oS(T
的温升。电阻表面的温升及其能量的耗散将严重的影Tn),。为散热系数(单位:calV(s?cm2?C)。S为电阻
响到周国元器件的工作状态。系统设计人员在选用功体的表面积,T为时刻的温度,T。为t=0时的温度(室
率型线绕电阻器时应考虑到电阻器的平衡温度、达到平温);Q2为电阻体温度每升高1℃所吸收的能量,Q
衡湿度的时间及断电冷却时间。当ー个系统开始工作Cm,其中,C为电阻体的比热容(单位:el/(g?C)
后,它的环境温度将随着通电时间的延续而升高,最后m为电阻体的质量(单位:g)。
达到平衡温度。平衡温度的大小取决于耗电功率的大
将Q,Q1,Q2代人式(1),得:
小、散热方式、空间大小等。对于一个功率型线绕电阻
0. 24pdt =as(t-t,)dt+ Cmdt
(2)
器的表面温升除取决于以上条件外更取决于产品的结
经整理得:
构和用于产品材料的质量和比热容。首先建立功率型
dt, as
线绕电阻器的温升函数,并进一步进行讨论。
1温升函数的建立
设
当电阻受到如图1所示的电脉冲·冲击时,假设脉
B
冲时间足够长,使得电阻体达到热平衡。在脉冲工作时
间范围内,根据能量守恒定律2有:
dt+At
收稿日期:2010-09-18
解方程·得