变频器整机结构设计工艺规范(参考Word).pdf

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1、变频器整机工艺规范变频器的结构设计要注意z布局合理减少精合电！i!i.保证据件散热均匀，相ifliJ电磁影响小简介变频器作为一个电力电子产品，古计算机软件控制，电力电子、结构设计等多方丽的知识于一休。结构设ti作为实现其预定功能的载体，其设计优良与否，不但决定其能否稳定可靠的工作，而且直接决定其在市场上是否有良好的竞争力。对于变频器辈革机设计，通常校以下几个步骤进行。设ti需求一一吉普件：i在型一一整机设计一一零件设ti及民纸绘制l一一加工生产。一、设计需求设计之先应先通过市场调研搜集相关设计需求。通过市场意见反馈，结合早期产品的缺陷，对整机设ti提出设计目标。l设讨规格变频器整机通常以电压等

2、级、功率范恩来划分每款整机明确设it电压等级，设计功率。2.外观设ita.外形尺寸要求因成本降低，节省安装空间，盖越竞争对手等市场需求，对整机外形尺寸要求越71是越小。通过调研应明确设计的目标尺寸b.安装形式通常安装形式有两种，一种是壁挂式安装，一种是桓武安装。c.外观要求外观设计应事Ii颖、独特、美观，可通过专业的美工设ti对外观进行造型设；.1。3.材料选用通用变频器的整机结构设计通常选用两种材料见“附一常用材料J1J君主”：塑胶和银金。塑胶材料通常用在15kW（也有设计30kW）及以下功率，饭金常用在lBkW及以上功率4.：吐出线方式目前通用变)Ji苦苦常见的迸出线方式有两种：a下边下出

3、较为传统的进线方式，特点是输入输出线均在变频器下端，用户接线方便，对于大功率而言，输入线在内部占据一定空间，且影响第机布局b上进下出目前设计应用较多，特点是输入线在变频器上古时，输出线在下端。用户接线稍有不便，但整机布局较合理，能节省一定空间。二、器伶选型在明确设计要求后，由硬件工程师对该款机型用歪lj的所有电气元件进行.iz型，确应该器件的品牌、厂家、价格、采用；在逍等。结构工程师收集己确定的元器件的资料。三、整机设计在相关资料准备好后即可开始整机设计，整机设it分两条线：一是PCB饭设讨，二是结构设il.两条线同时开展工作。l建立模型对于已确定的采购件，标准件等，先建立县，30或20模型。

4、棋道循以下原则a对于公司标准库已有的模型应直接调用：b.对于公司标准库没有的模型，建立Jt准确的30或20模型。模完成后应经相关工程师确认，且对该模型给予新的编码并存入标准库。2.装配民设计装配民设计应综合考虑各设计需求，经相关ti第后分部件设计a装配阪设计考虑事JJit各部件设计应能满足其使用功能：整体布局.首先侬说功率器件、电容等散热满足整机傲热性能要求：整机各零部伶间走线：强弱电尽可能分开走线，各零部H牛排布.尽可能使走线最短，考E苦导线在机究表而行走时恼定。结构件设计：装配、拆卸应方便（考虑公司目前使用工具，易损件（主要是电气元件的便于更换险，考虑各零件的加工工艺性等。b.底板设计中小

5、功率机型多是壁挂式安装，该功能主要靠底扳完成。故底板设计时主要考虑两个因素：一是安装孔设ti，二是强度设，.下表是传统设计安装孔大小及底饭板厚。功率（kW)1.5 3.7 5.515 18-45 55-132 160280 安装孔直径5 7 10 12 14 底板厚度（mm)1.5 2 2 2 2 c.柜式安装形式柜式支装如得同壁挂式兼容，可设计专门的底座，j良应可拆卸，2日装RP:;11柜式，拆掉即为壁挂式。如式直接柜式，可设ti为落地式，轻型抱还可加工安装支撑地脚，重型司设计落地安装式底座d.散热设ti敝热设计是整个结构设计的重点，也是关平路机性能的关键傲热形式分为三种：自冷、风冷、水冷。

6、自冷；根据散热器及整机功率，自冷又分为两种形式。小功率自冷常见于0.75kW以下，做热器设ti为铝型材或压铸铝。大功率自冷可不受功率限制，散热器设计为热管形式。这种方式多用在特殊场合，象防爆变频器设t等，成本高。风冷通用变；！现苦苦设计当中最Y-1常见。设ti简单，成本低。主要求设计要有独立的Jxli也风机选型按功率配置。以下以1.5=2so川菜系列为例如l出各功率风机配置型号。功率=1.5 3.7-5.5 7.5 11=15 1s=30 3745 A2Vl5C51T 风机型号D06K-24TU D06K-24引jD08K-24PU A2Vl2C38TBL BT-lC l儿童(m/min)0.

7、63 1.26 2.38 4 6 功率55-75 93132 160-200 220=2so A2Vl5C51TBT-l A2Vl5C51TBT-A2Vl5C51TBT-A2Vl5C51TBT-风机型号c lC lC lC 风最12 18 24 36(m/min)对于风冷敝热，一般要设计独立的做热风逝。所谓独立风边是指风所经过的泡泡与整机其他刽lf牛棚隔离。风机虫Dlt放在进凤全省就是平时说的吹风方式，如放在出风口就是抽风方式。两种方式对散热效果影响不大，可核实际情况灵活选用。1kr令越大功率或特殊场合用，设计相对复杂，设tt及维护戚本窝。对于散热设ti是否合理可以i国过两种方式边行验证一是软

8、件仿真，二是通过牛羊机测试。对于样机成本较低者，可以通过制作样机的方式进行验证，以提高准确度及效率。对于样机成本较高者，可通过软件仿真，仿真后在对设计逃行优化。e.局子设计对于端子设tt主要遵循以下两个原则如有成型的标准品销子，应优先直接地取，以降低成本，无适合的标准品端子，可自行设计，设tt材料见附袋。f.防护等级设计通用变频器防护等级一般设计为IP20.四、零件设计及惚纸绘制控机装配剧设tt完成之后即可开始零件设讨。因装配阁设计时仅是功能性、概念性设计，对零件而言只是提出了功能需求及限制，具体零件设ti时在满足上述要求的同时辛苦重IE.考虑加工工艺、成本等因素。l零伶设计a从装配剧中拆分零

9、件，设计零伶外形：b.考虑零件的加工工艺，优先考虑现有的工、央、治具：c.尽可能降低成本，从工艺、材料两个方而使零件的成本降到j最低。2.倒纸绘制la.怪l纸绘制！按照1“结构工程师工作规范”进行标准绘阁：b.对设计中出现的一些不合工艺要求的尺寸进行调整，因整。3.装配验证在零件设计时因工艺、成本等要求，使的零f牛的外形、安装等己与最初装配剧中零件不符。因此在零件阪设计完成后必须j社行装配验证。装配验iiE肘，对不能满足装自己要求的零件再j进行调整，使其满足装配要求。调接后再进行装配，此过程可反复避行，最后一次装配时没有任何调整，才可进行下一步工作。五、加工生产加工生产对整机设计而言，是一个再

10、验证的过程。因设计考不用，设计失误等在所难免，通过实际加工，对设计、工艺进行全丽验证，对从在问题进行登记路理，x,-t设i-1-更改升级，再投入生产接机设ti至此金而结束。H一常用材料表名称用途特点备注变j坝苦苦机究最大，成本低，易于加工，可加工喷塑颜色可选设计主要材料，主成所需要的各种形状。表丽可做n贫塑或摔需要的各种颜色。A3冷轧钢饭要用于18kW及以电镀处理，但喷塑后使得饭金各零件间上功率。导电性不连续，不利于变频器机究接地。变J坝吉普机究最大，成本比冷轧板高，加工特性外观丽可啧塑设计主要材料，主同冷轧板。表而无需I琐塑成电镀，机究以适应外观朗、色要电解板要用于18kW及以各零件问导电性

11、好，利于机壳接地求。上功率。变频器机究成本接近电解饭，颜色向电解扳不镀镑扳设计辅助材料闷，可用于屏西安设计等，用于替换电解饭。变J坝吉普机究塑胶零件采用模具设ti，便于外观变4页器设剖通ABS 设计主要材料，主造型。整机零件个数较少，但单个零件常使用阻燃级材料，要用于15kW及以复杂程度较高该材料用最广泛，成本阪燃等级为VO级。下功率。低。ABS在一定温度范围内具有良好的抗洲3ABS塑料的主体是两击强度和表而T度，有较好的尺寸稳定始H青、丁二烯和主在乙性、一定的耐化学药品性和良好的电气矫的共混物或兀绝缘。险。它不透明，一般呈浅象牙色，共聚物，是一种坚韧能通过着色而制成具有高度光洋的其而有网lj

12、隘的热塑性古任何色泽市1J品塑料变频器机究与单纯的ABS比较，PC/ABS具变；烦苦苦设计通设计主要材料，主有两者的共同特性。如ABS的易加常使用阻燃级材料，要用于15kW及以随燃等级为VO级。下功率。工特性和PC的优良机械特性和热PC/ABS PC聚碳酸酶稳定性。二者的比率将影响PC/ABS材料的热稳定性。PC/ABS这种混合材料还显示了优异的流动特性。变频器主因跻用有优良的导电性能，加工性能。表紫锅饭主要导电材料。而常作电镀处理，镀锐、镀锡等，也有做本色氧化处理。敝热苦苦设计有良好的做热性能，性价比高。易做热吉普表而粗铝主要用材料于加工，适合于模具及机械加工等多种糙皮、平而度要达到j方法加

13、工。一定要求，以适应锁块安装需求。主囚跻IIj:线有优异的耐压性能铜排绝辈革用主要(18-40KV/mm)，强度高，韧性好，抗往邦NOMEX410材料。撕裂性及JgiQ虫性良好，200以下电气性能及机械性能所受的影响极小，耐低？且性好，阻燃端子材料、铜成本低廉，易于加工。可加工成所灰色PVC排支撑剖定，绝缘需要的各种形状。硬度好，韧性较差。用材料。颜色灰色，外观不美观。2岗子材料、钢有良好的强度和刚度，易于加工，尼龙66排支撑菌定，绝缘韧性好色泽均匀，一致性好。成本较用材料。PVC高电木瑞子、工装、有良好的机械强度，电绝缘性好，绝缘用材料耐热，附腐蚀。成本较PVC及尼龙码。环氯扳绝缘用材料有良

14、好的机械l强度，易于加工，价格低胀，多用于大而积的绝缘需求有很好的机械强度和刚度，能承受玻满1：曾钢绝缘用材料较强的剪切为a常用于有绝缘要求的支撑刽lf牛。六方钢支撑用零件用于空间要求较小的地方，常用于表丽电镀PCB支撑、饭金支撑等。一 变频器定义通常所指的变J坝器是指将商定频率、恼定电压的工频电源变换为变频、变压电源提供给电动机来改变电动机转速从而提高电机传动系统运行效率和控制能力，从而满足工艺要求和实现守，fm降梢的目的装置。二变J坝器分类按照输入变，狈器的电网电压等级分炎，变频器可以分为低压（llOV、220V、380V等）、中压（690V、1140V、2300V等）和高压（3kV、3.

15、3川、6kV、6.6kV、lOkV等）目前我们有6KV、lOKV两种电压等级的高压变频器。低压变频器目前一般直接购买，然后再；近行改边，对结构来说主要是做个机柜，把低压变J坝器还有其它的电器件装到这个柜里。三高压变频器构成。由功率单元柜、变压器板、务E再抱用户根据惰况选购平Qjif控箱四个部分组成功率单元柜主要包指功率单元、务E再单元、HVF-TEMP组件、电压尔单元、中E顶风机组件和控制部分对于给构来说，主要是单元控制器和主饺串1J哥哥和阳I单元和照明灯。变压器施主要有变压器、电源切换模块、预充电组件、柜顶风机组牛和照明灯等务E将柜属于一种开关柜，它的望而主要安装的是隔离开关或真空短路糕，它

16、的作用是电机电源开关转换的作用，是通过变频器董！J电机还是不通过交狈器支架到电机。穷赂犯根据实际情况，种类比较多，主要分为手动和自动两种。变频器很多非标工程项目主要是旁跻柜的重新设计制造。远控箱结构相对简单，但是种类繁多，目前结构部分还没有蓝剧。四高压变频器结构设il概述1.单元控制器，主控制器(1）对于结构是说，比较成型，外形基本固定，目前都已成蓝民，以后再设计新的控制穗，基本上就是在蓝阔的基础上改变：(2）机箱内部是低电压，j爬电距离和电气间隙以小于5;(3）机箱究体材料为不锈钢钢饭：插伶而板材料为冷轧钢扳，印字丽及相邻四周（则丽I琐冷灰（样板色氨基烘漆（亚光，其余不I项；(4）机箱高度为

17、附U-0.9（如6U码的机箱，高度为265.9）：机箱深度根据实际情况定。插伶丽饭的宽度为n*5.08-0.3：高度为n*U-1.9.插伶上的插头上的捅针和IIJ:线饭对应的插座的插针孔一定要对中：(5)IIJ:线板一定要商定牢巢，在损件插拔时，不产生变形。2.功率单元(1）绝缘距离功率单元内部的电压为690V，我们放l千伏考虑，一般爬电距离最小为12，电气间隙最小为10（该尺寸有待边一步确认，这些尺寸如果有空间，能做大的时候，尽量大一些，不要做到极限尺寸(2）铜排载流量铜排一定要满足载流量，井有适当的余量但也不要余量过大，造成浪货输出铜排妥考虑铜排上的螺栓孔造成的载流量下降，现在一般采用钢排

18、下而垫铜垫阎王毛弥补：铜排能用IIJ:排傲的，就尽量不用钢饭做：司一功率单元内的钢排厚度尽量一致，便于加工下料。(3）敝热器散热器一定要满足功率然牛的做热，这是最基本的要求。散热器上的器件排布要合理：散热器的关键尺寸要经过模拟分析，不要随意确定。(4）箱体材料为镀铮钢扳，前而极为冷轧钢饭加I琐涂粉末，厚度为1.5:箱你的结构要保证结构的强度，不易变形，在满足电气性能和结构性能的前提下，尽量尺寸缩小，减少机饱的尺寸。(5）设计要考虑加工工艺的可能性和方便役，虫日零件上的因孔和长因孔主要考虑现有中头的规格：扳材的厚度也尽可能一数：领金折弯边的最小高度要考虑；(6）设计要考虑装配工艺的可能性和方便性

19、，如减少螺钉的种类：较大较量的功率单元设i十成组件的形式，如电容组件、散热器组牛便于装自己的流水化作业：(7）设计要考虑以后功率单元的维护，便于拆装等。3.功率单元柜(1）功率单元抱有6KV和lOKV之分，6KV的绝缘距离：l爬电距离125：电气间隙90:lOKV 的绝缘距离：I爬电距离160，电气间隙130.(2）目前的功率单元抱拨单元的摆放分为两种，单排式和双排式，如单元电流不大于49A的为单排，机柜深度头)1200，大于49A的为双排，机抱i深度为1500.(3）单排的高压小室和控制部分在机拖后下部，双排的高压小室和控制部分在机柜前右部。(4）功率单元柜的外形尺寸在确定时，要和变压器抱整

20、体考虑，因为大容量的变lli器尺寸较大一般来说，功率单元祀的高度尺寸由功率单元的高度尺寸决定：功率单元柜的深度尺寸基本上却变压器的深度尺寸决定：功率单元饱的宽度尺寸由功率单元的宽度和控制部分的宽度决定。同一粉的功率单元之间的间l!E一般为30左右：功率单元到其上丽的绝缘熠钢的问距一般为30左右：(6）枢3挺立往是KS型材，厚度2.5，前门和后门厚度2.0，但！tl门和页益原1.5：底.Jfil是10号槽钢焊接而成。(7)6KV机拖一般用120绝缘槽钢，lOKY机抱一般用160绝缘榴钢：绝缘槽钢上的螺栓过孔可适当大一些，因为机抱安装误差较大：绝缘稽钢上开的走线孔要考电缆的外径，开孔不重要距离太近

21、，保证槽钢的强度，防止稽钢出现裂纹。(8）穷单元和其上丽的功率单元是高电压对高电压，它们之间的绝缘隔离耍一定保证，现在一般是在功率单元下而加绝缘垫板ilR、i:;大(9）功率单元柜门上丽的通风窗在可能的情况下尽量傲的大一点，便于进入的风最Jill.风后挡版上的通风孔一定要和对于功率单元上的做热孔相对应抱顶风机的排布要合理，尽量使抱内的功率单元做热效果均匀：(10）雀尔单元上的三相电阻之间也是高压，结构设计时一定要考腔绝缘距离，现在安装饭上的设讨是电阻之间开fl保证爬电距离：(11）高压小室内属于高电压，一定要考虑相机柜之间的绝缘，有时空间很小，可以考虑加绝缘闲饭的方法来保证：(12）控制部分的

22、体布宴会理要考虑线路是从哪里来，到l哪里去，尽量不要来回走线：高压部分利低压部分安分开排布电线是用恼走弯角71是剧;.l:还是放ii行线德里而：两个导轨（端子排之间的距离不小于150；行线槽的大小选择和宫内音U;t线的数量有关：(13)HMI上的液晶在门上的高度在1600左右：4.变压器抱(1）变压器柜的高度和深度尺寸和功率单元袍的相应尺寸一致，宽度尺寸由变压器本身主任诀定：一般情况下，变压器两侧到抱你的问距不小于100,(2）电源切换模块安装在机饱的前左上部，设计时要考虑安装底板后丽和变压器直接的绝缘距离：(3）预充电组件安装在机柜的前左下部，其内部是低电压，要和变压器保持一定的绝缘距离：(

23、4）机抱右侧饭上的走线孔婆和功率单元柜上的相应穿线孔对中，并且单边大15,5.劳跻柜(1）当于跻柜没有分6KV平OlOKV，抱内的绝缘距离都按lOKV电压计算：(2）务filil抱前后门都装电磁锁和机械锁，要求更安全：(3）铜排的设计要考虑制造车间的加工工艺：(4)6.远控箱箱内属于低电压7.散热散热对于高压变频器很重要，尤其对于大功率的变频器，已经成为瓶颈。常见的散热方式有：(1)风边开放式冷却(2)空调密闭冷却(3)环绕水冷系统对于功率单元的傲热器类型有单纯的铝型材炎型：热管做热吉普：7）冷散热器：我们现在的散热方式属于最简单的方式。从电气方法考虑散热，在有些情况下可以t的日功率单元的数量：每个功率单元内部用多个IGBT并联，降低单个IGBT的功税。注：文件素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下裁，期待你的好评与关注。