消聲單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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基于SolidWorks的功率單元布局設(shè)計(jì)

基于SolidWorks的功率單元布局設(shè)計(jì)高壓變頻器在節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣，而功率單元是其核心部件，它對(duì)布局的要求分外嚴(yán)格。利用三維軟件SolidWorks舉行功率單元布局設(shè)計(jì)，能提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)本金。

摘要：

Solidworks；

功率單元；

布局設(shè)計(jì)1引言功率單元對(duì)布局的主要要求是器件布局和線纜排布合理；

元器件發(fā)出的熱量能被散熱器實(shí)時(shí)帶走；

要考慮電磁兼容對(duì)布局的影響；

要考慮電氣絕緣距離；

整個(gè)產(chǎn)品體積要盡可能地小，從而減小整個(gè)變頻器的體積,同時(shí)重量也要盡量降低；

形狀美觀；

在保證質(zhì)量的前提下，降低布局本金。

采用SolidWorks三維軟件舉行布局設(shè)計(jì)，形象直觀，使得設(shè)計(jì)人員也能很輕易地查看清零件間的空間關(guān)系，同時(shí)SolidWorks軟件有檢查，干擾功能，便于優(yōu)化和查錯(cuò)，所以有利于考慮上述產(chǎn)品對(duì)布局設(shè)計(jì)的要求，是二維設(shè)計(jì)軟件所不能對(duì)比的。

2三維軟件SolidWorks在功率單元布局設(shè)計(jì)中的作用2.1常用件模型庫(kù)的建立有一些零件在布局設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到，如緊固件、電子元器件，把這些零件建好三維模型，以后就可以便當(dāng)快捷地調(diào)用，加快設(shè)計(jì)進(jìn)度。還有一些機(jī)加工標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)用也務(wù)必用到，如鈑金件孔的大小，外形，都是由沖床沖頭抉擇的。

我們根據(jù)本公司的標(biāo)準(zhǔn)，建立了沖頭的三維數(shù)據(jù)庫(kù)，在設(shè)計(jì)中可以快速切實(shí)地調(diào)用，保證設(shè)計(jì)的零件能順?biāo)旒庸ぁ?/p>

2.1.1標(biāo)準(zhǔn)件模型庫(kù)的建立圖1標(biāo)準(zhǔn)件模型庫(kù)圖2元器件模型庫(kù)圖1是標(biāo)準(zhǔn)件的三維模型，有各種的標(biāo)準(zhǔn)件，每種標(biāo)準(zhǔn)件都是參數(shù)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者可以調(diào)出自己所需要的標(biāo)準(zhǔn)件裝到裝配體中。

2.1.2元器件模型庫(kù)的建立如功率單元中的電容、IGBT、整流橋、熔斷器、電阻等元器件，建好它們切實(shí)的三維模型，圖2是IGBT和電容的三維模型。

2.1.3沖頭模型庫(kù)的建立圖3沖頭模型庫(kù)圖4電容排布圖3是沖頭的模型庫(kù)，如圓孔、方孔、長(zhǎng)圓孔等，每種孔都參數(shù)化設(shè)計(jì)，有不同尺寸規(guī)格，在做功率單元?dú)んw設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)需要直接調(diào)用，快捷切實(shí)。

2.2功率單元器件的布局2.2.1電容排布在保證絕緣、散熱、電磁兼容的前提下，箱體體積要盡量小。器件的整體排布為9個(gè)電解電容放在機(jī)箱底部,9個(gè)電容是占用空間最大的電器件，采用3串3并的方式放在機(jī)箱底部，用4個(gè)銅排將這些電容連接起來；

電容底部墊有絕緣板，用電容定位板來確定電容的位置，頂部有電容壓板來防止電容在上下方向的移動(dòng)；

根據(jù)電氣要求，每個(gè)電容的正負(fù)極之間裝一個(gè)電阻，如圖4所示。

2.2.2散熱器和功率器件排布散熱器和功率器件的排布如圖5所示，在電解電容的右上方。散熱器上的器件有IGBT、電流互感器、測(cè)溫組件等。

5個(gè)IGBT中左邊的3個(gè)IGBT起整流作用，右邊的2個(gè)IGBT起變頻作用，為最主要的功率發(fā)熱器件。

圖5散熱器和功率器件排布圖6PCB板排布2.2.3PCB板排布如圖6所示，電源板、操縱板、驅(qū)動(dòng)板3個(gè)線路板排布在機(jī)箱的左上部,緊靠在散熱器的左邊。考慮到電磁兼容，在印制板下面加一金屬托板，與散熱器屏蔽開；

這樣排布同時(shí)便于縮短印制板和散熱器上的IGBT、測(cè)溫組件、電流互感器等元器件之間的信號(hào)線長(zhǎng)度。

2.3機(jī)箱殼體殼體材料采用1.5mm厚的鍍鋅鋼板，分為4個(gè)零件：前面板、后面板、底板、頂蓋，如圖7所示。前面板下部是電流輸入片面，上部是電流輸出片面，側(cè)面有光纖孔、散熱器進(jìn)風(fēng)口等。右側(cè)面是開放式布局，便于電容散熱。這些零件都為鈑金類零件，在SolidWorks軟件里有鈑金折彎自動(dòng)開展功能，便于零件加工備料的計(jì)算。

圖7機(jī)箱殼體2.4功率單元的布線功率單元內(nèi)部的電氣連接屬于多電壓、多信號(hào)的連接，布線的好壞直接影響到整機(jī)的電氣穩(wěn)定性，這就要求強(qiáng)弱電分開，不同線路之間不能形成閉環(huán)回路。

弱電片面的連接如IGBT、測(cè)溫組件、整流橋、電流互感器等和操縱板的連接均為信號(hào)線，這些弱電線纜的布局均避開了強(qiáng)電片面的電纜或銅排。

運(yùn)用SolidWork軟件，能很明顯地把全體器件模型的空間關(guān)系虛擬呈現(xiàn)出來，設(shè)計(jì)者能從各個(gè)角度來查看這些器件的位置，從而便于考慮線纜的排布的優(yōu)化。

3.結(jié)論通過運(yùn)用Soli