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1、 挖掘机维修:http:/ 功率单元对结构的主要要求是器件布局和线缆排布合理；元器件发出的热量能被散热器 及时带走；要考虑电磁兼容对结构的影响；要考虑电气绝缘距离；整个产品体积要尽可能 地小，从而减小整个变频器的体积,同时重量也要尽量降低；外形美观；在保证质量的前提 下，降低结构成本。采用 SolidWorks 三维软件进行结构设计，形象直观，使得设计人员也能很容易地观察 清零件间的空间关系，同时 SolidWorks 软件有检查，干涉功能，便于优化和查错，所以有 利于考虑上述产品对结构设计的要求，是二维设计软件所不能比拟的。2 三维软件 SolidWorks 在功率单元结构设计中的作用 2.
2、1 常用件模型库的建立有一些零件在结构设计中经常用到，如紧固件、电子元器件，把这些零件建好三维模 型，以后就可以方便快捷地调用，加快设计进度。还有一些机加工标准在设计用也必须用 到，如钣金件孔的大小，形状，都是由冲床冲头决定的。我们根据本公司的标准，建立了 冲头的三维数据库，在设计中可以快速准确地调用，保证设计的零件能顺利加工。 2.1.1 标准件模型库的建立图 1 是标准件的三维模型，有各种的标准件，每种标准件都是参数化设计，设计者可以调 出自己所需要的标准件装到装配体中。 2.1.2 元器件模型库的建立 如功率单元中的电容、IGBT、整流桥、熔断器、电阻等元器件，建好它们准确的三维模型，
3、图 2 是 IGBT 和电容的三维模型。 2.1.3 冲头模型库的建立 图 3 是冲头的模型库，如圆孔、方孔、长圆孔等，每种孔都参数化设计，有不同尺寸规格， 在做功率单元壳体设计时，可根据需要直接调用，快捷准确。 2.2 功率单元器件的布局 2.2.1 电容排布在保证绝缘、散热、电磁兼容的前提下，箱体体积要尽量小。器件的整体排布为 9 个 电解电容放在机箱底部,9 个电容是占用空间最大的电器件，采用 3 串 3 并的方式放在机箱 底部，用 4 个铜排将这些电容连接起来；电容底部垫有绝缘板，用电容定位板来确定电容 的位置，顶部有电容压板来防止电容在上下方向的移动；根据电气要求，每个电容的正负 极
4、之间装一个电阻，如图 4 所示。 2.2.2 散热器和功率器件排布散热器和功率器件的排布如图 5 所示，在电解电容的右上方。散热器上的器件有 IGBT、电流互感器、测温组件等。5 个 IGBT 中左边的 3 个 IGBT 起整流作用，右边的 2 个 IGBT 起变频作用，为最主要的功率发热器件。2.2.3 PCB 板排布如图 6 所示，电源板、控制板、驱动板 3 个线路板排布在机箱的左上部,紧靠在散热器 的左边。考虑到电磁兼容，在印制板下面加一金属托板，与散热器屏蔽开；这样排布同时 便于缩短印制板和散热器上的 IGBT、测温组件、电流互感器等元器件之间的信号线长度。2.3 机箱壳体 壳体材料采
5、用 1.5mm 厚的镀锌钢板，分为 4 个零件：前面板、后面板、底板、顶盖，如图 7 所示。 前面板下部是电流输入部分，上部是电流输出部分，侧面有光纤孔、散热器进风口等。右 侧面是开放式结构，便于电容散热。这些零件都为钣金类零件，在 SolidWorks 软件里有钣 金折弯自动展开功能，便于零件加工备料的计算。2.4 功率单元的布线功率单元内部的电气连接属于多电压、多信号的连接，布线的好坏直接影响到整机的电 气稳定性，这就要求强弱电分开，不同线路之间不能形成闭环回路。弱电部分的连接如 IGBT、测温组件、整流桥、电流互感器等和控制板的连接均为信 号线，这些弱电线缆的布局均避开了强电部分的电缆或铜排。运用 SolidWork 软件，能很清晰地把所有器件模型的空间关系虚拟呈现出来，设计者 能从各个角度来观察这些器件的位置，从而便于考虑线缆的排布的优化。3.结论通过运用 SolidWorks 软件来进行功率单元结构设计，能缩短设计周期，使设计直观 化，也能提升设计质量，是单纯用二维软件和凭经验的设计方法所不能比拟的。这种设计 方法，为类似产品的结构设计提供了思路
