消聲單元結(jié)構(gòu)設計

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基于SolidWorks的功率單元布局設計

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

摘要：

Solidworks；

功率單元；

布局設計1引言功率單元對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時帶走；

要考慮電磁兼容對布局的影響；

要考慮電氣絕緣距離；

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

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計，形象直觀，使得設計人員也能很輕易地查看清零件間的空間關(guān)系，同時SolidWorks軟件有檢查，干擾功能，便于優(yōu)化和查錯，所以有利于考慮上述產(chǎn)品對布局設計的要求，是二維設計軟件所不能對比的。

2三維軟件SolidWorks在功率單元布局設計中的作用2.1常用件模型庫的建立有一些零件在布局設計中經(jīng)常用到，如緊固件、電子元器件，把這些零件建好三維模型，以后就可以便當快捷地調(diào)用，加快設計進度。還有一些機加工標準在設計用也務必用到，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)本公司的標準，建立了沖頭的三維數(shù)據(jù)庫，在設計中可以快速切實地調(diào)用，保證設計的零件能順遂加工。

2.1.1標準件模型庫的建立圖1標準件模型庫圖2元器件模型庫圖1是標準件的三維模型，有各種的標準件，每種標準件都是參數(shù)化設計，設計者可以調(diào)出自己所需要的標準件裝到裝配體中。

2.1.2元器件模型庫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沖頭模型庫的建立圖3沖頭模型庫圖4電容排布圖3是沖頭的模型庫，如圓孔、方孔、長圓孔等，每種孔都參數(shù)化設計，有不同尺寸規(guī)格，在做功率單元殼體設計時，可根據(jù)需要直接調(diào)用，快捷切實。

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個電解電容放在機箱底部,9個電容是占用空間最大的電器件，采用3串3并的方式放在機箱底部，用4個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；

根據(jù)電氣要求，每個電容的正負極之間裝一個電阻，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、測溫組件等。

5個IGBT中左邊的3個IGBT起整流作用，右邊的2個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)動板3個線路板排布在機箱的左上部,緊靠在散熱器的左邊?？紤]到電磁兼容，在印制板下面加一金屬托板，與散熱器屏蔽開；

這樣排布同時便于縮短印制板和散熱器上的IGBT、測溫組件、電流互感器等元器件之間的信號線長度。

2.3機箱殼體殼體材料采用1.5mm厚的鍍鋅鋼板，分為4個零件：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、散熱器進風口等。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開展功能，便于零件加工備料的計算。

圖7機箱殼體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、多信號的連接，布線的好壞直接影響到整機的電氣穩(wěn)定性，這就要求強弱電分開，不同線路之間不能形成閉環(huán)回路。

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

運用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，設計者能從各個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)論通過運用Soli