消声单元结构设计

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基于SolidWorks的功率单元布局设计

基于SolidWorks的功率单元布局设计高压变频器在节能领域应用越来越广，而功率单元是其核心部件，它对布局的要求分外严格。利用三维软件SolidWorks举行功率单元布局设计，能提高设计的质量，缩短开发周期，降低开发本金。

摘要：

Solidworks；

功率单元；

布局设计1引言功率单元对布局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实时带走；

要考虑电磁兼容对布局的影响；

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；

形状美观；

在保证质量的前提下，降低布局本金。

采用SolidWorks三维软件举行布局设计，形象直观，使得设计人员也能很轻易地查看清零件间的空间关系，同时SolidWorks软件有检查，干扰功能，便于优化和查错，所以有利于考虑上述产品对布局设计的要求，是二维设计软件所不能对比的。

2三维软件SolidWorks在功率单元布局设计中的作用2.1常用件模型库的建立有一些零件在布局设计中经常用到，如紧固件、电子元器件，把这些零件建好三维模型，以后就可以便当快捷地调用，加快设计进度。还有一些机加工标准在设计用也务必用到，如钣金件孔的大小，外形，都是由冲床冲头抉择的。

我们根据本公司的标准，建立了冲头的三维数据库，在设计中可以快速切实地调用，保证设计的零件能顺遂加工。

2.1.1标准件模型库的建立图1标准件模型库图2元器件模型库图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，建好它们切实的三维模型，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冲头模型库图4电容排布图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，快捷切实。

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。

图5散热器和功率器件排布图6PCB板排布2.2.3PCB板排布如图6所示，电源板、操纵板、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片面，上部是电流输出片面，侧面有光纤孔、散热器进风口等。右侧面是开放式布局，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开展功能，便于零件加工备料的计算。

图7机箱壳体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。

弱电片面的连接如IGBT、测温组件、整流桥、电流互感器等和操纵板的连接均为信号线，这些弱电线缆的布局均避开了强电片面的电缆或铜排。

运用SolidWork软件，能很明显地把全体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查看这些器件的位置，从而便于考虑线缆的排布的优化。

3.结论通过运用Soli