应用三维技术对电力电子设备的研发
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中 国新技术新产品
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工 业 技 术
Ｃ ｉａＮｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｈ ｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒｄ比较烦杂， 并且 用旋转、 拉伸切除、 抽壳、 阵列、 扫独和放样等相 通过对于客户现场使用要求和三维设计空间中 三维实体不是很直观，现在也很少使用它来进 直 令来完成。 在此绘制过程中一定要保证 １ 整体布局的要求， ： １ 研发人员要选择合理的散热
行 三 维 绘 图 。 使 用 Ｐｃ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ 和 Ｓｌ 一 的设计输入 ， 输入结构 的准确性将影 响整个 形式 。对 于散 热形式 具体结构 的体 现则更多 的 ｒＥ ＧＮ Ｅ Ｃ ｏｄ ｉ 其 Ｗｏ ｓ ｒ 使用较普 遍 ， ｋ 并且三 维功能都 比较强大 ， 虚拟平 台的精确性 。这样便 形成 了基本 的一个 需要研发人员 的想象能力 ，而不是对 实际物体 其中Ｓｌ Ｗｏ ｓ ｏｄ ｒ 的操作比较容易上手，完全可 电力电子三维设计平台。 ｉ ｋ 的熟悉能力。另外还要结合散热系统中发热件 以满足使用需求。 在电力电子设备研发中，产品的组成单元 的发热量，后期要在 ＳｌＷｏ ｓ ｏｄ ｒ 所附带的分析 ｉ ｋ Ｓｌ Ｗｏ ｓ 一 套 智 能 型 的 高 级 Ｃ Ｄ 是很多的 。 三维设 计界面中 ， ｏｄ ｒ 是 ｉ ｋ Ａ／ 在 为了更 加直观的 程 序中进行的热分析验证 。 Ｃ ＥＣ Ｍ组 合软件 ， Ａ ／Ａ 它采用基 于特征 的实 体建 观测各 图元 间的位置关 系 ， 我们要 对各刚性 零 （） 出虚拟外壳基本形状 。 ５制作 根据总体布 模， 具有完 整的零件造 型、 配 、 图纸 生成 、 件的三维模 型进 行上色处理 ，以完善三维设 计 局 和客户现场安装要 求 ， 计满足结构 的强度 装 二维 设 智能装配 、干涉检查和有 限元 分析等一系列 功 平 台 。而对 于颜 色的选择可 以根 据实物表 面颜 需求 和合 理结构形式的外壳。 对于这一点 ， 我们 能， 实现 了全相关参数化设 计。 它能方便地ｉ彳 色 ， 可以根据个人偏 好 ， 井亍 也 主要 目的只是在于 三 可 以在 Ｓｌ Ｗｏ ｓ ｏｉ ｒ 装配 图界 面里对 于非主要元 ｄ ｋ 样机设计 ， 工制造模具及各 种力学分析 ， 能 维模 型之间 的区分 。 加 智 器件 或结构单元 的位 置进行移动 、 旋转调 整 ， 力 化程度高 ， 参数化功能强 ， 操作简单， 是较容易 四、 整机或单元虚拟工作平台的研发进程 求保证整个外壳形状的简单和精巧。然后充分 使用的三维设计软 件。应用 Ｓｌ Ｗｏ ｓ 为三 ｏｉ ｒ 作 ｄ ｋ １ ． 制定研发原则 利用 虚拟空间 中各元 件的独立空 间功 能 ，将各 维 电力 电子 虚拟平 台，简单易学 ， 仅可 以与 不 在整机 或单 元虚拟工作平 台上 进行整机 或 单元 及各元 器件 内外之 间通 过的线束 、铜 带等 Ａ ｔＣ Ｄ相兼容，最重要的是可以将主要精力 单元研发，就要充分利用虚拟工作平台上的图 过孔的位置确定， ｕｏ Ａ 再进行过孔设计。 用于电力电子设备的研发，而不是用于进行软 形与实际一致， 即所见即所得的效果。 根据其强 （）在虚拟平台上完成元器件固定与内部 ６ 件操作的学习。 当对三维技术应用熟练后 ， 转用 大的立体空间感，制定符合虚拟工作平台特点 布线。在 Ｓｌ Ｗｏｋ装配图界面里通过装配命 ｏｄ ｒｓ ｉ Ｐｃ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ或其它三维软件就只是一个适 的研发原则， ｒＥ ＧＮ Ｅ Ｃ 提高其效率。 令参数设置， 确定元器件固定位置。 应操作界面的问题。 （） １在元件结构设计中， 以结构本体实现配 （） ７功率单元内部布线原则。根据原理图， 三、 三维设计平台的建立 合为主，在设计中就要对于安装、配合进行定 按照以下的原则进行。功率回路尽量采用铜排
中 图 分 类 号 ：Ｐ ３ Ｔ ２ 文 献 标 识 码 ： Ａ
概述 模型建立完成 后方能称之 为三维设计平 台。任 并 排布线 的问题 。（）元件空 间布置 符合 Ｅ ４ ＭＣ 现代市场的激烈竞争 ， 使得 产品设计和生 何 一个 产品都 由一个或 多个 相同或不 同的零部 标准 。（） ５保证技 术参数 的条件下 ， 缩小体 尽量 产 周期越来越短 。为了缩短产 品上 市时间并在 件组成 ，而三 维设计平 台的建 立主要就是对 于 积。 竞 争中领先对手 ，电子产品设计师 需要 应对 电 我们三维设计 中所需各模 型图元 的建立。 ２ 定器件空间布置 设 子行 业中瞬息万 变的需求 。电子和半导 体技术 １ ． 电子三维设计平 台建 立的要素 电力 在 Ｓｌ Ｗｏ ｓ ｏｄ ｒ 中建立 装配 图类 型 的文件 ， ｉ ｋ 不断发 展 ， 导致电子学 、 电一体化 （ 机 电子机械 、 在电力电子研发 中 ， 于只能购买 、 对 不能制 将 各个 已建 好 的元 器件 图块输入 装 配图 中 ， 通 电子学 和软件 的协 同 ）和设 计零部件 系统 的工 作 的电力 电子器 件称为刚性器件 ，只有 将 刚性 过 对元器件 移动 、 转等 操作进 行空 间布 局 。 旋 具 决速变 化。 要让产品具有更多功能 ， 需 但产品 器件模型建立 完成的工作环境 才能称之为 电力 Ｓｌ Ｗｏｋ 的装 配智 能化较 高 ，它与车 间产品 ｏ ｄ ｒｓ ｉ 尺 寸不能 大于 以往 产 品和竞争对 手 的产 品 ， 甚 电子三维设计平 台。 的总装 有一定 的区别 。它对 不同的零件装 酬 顷 至需要更 小。竞争推动着 电子行业研制尺 寸更 ２ ． 电气原理图 ， 根据 确定刚性器件的种类 序没有 特殊要求 ， 视方便而定 ， 在因工 序差 不存 小但功能更完善的设备。这就要求产品设计工 根据所设计的整机或单元的电气原理 图， 别造成装配失败的情况。 对不同的元器件图块。 具能够 ” 更经济地 利用 ” 物理空 间。更 多的功 能 将其 刚性器件采集 出来 。 可通过装 配命令里的 同轴心 、 相切 、 共线和共 面 通常意 味着更 高 的电子 产品复杂性 ，以及需要 在 电子产 品的结构设计 中 ， 用 三 运 维设计 等命令完成装配定位 。 装配完成后 ， 还可以启用 散发热量的零部件。 由于市场需求的缘故， 即使 技术制作的是结构， 用于安装元器件。 首先我们 Ｓｌ Ｗｏｋ 的装配及干涉检查插件，检验各零 ｏｄ ｒｓ ｉ 在新型号 中增 加新的功能 ， 品外 壳的尺寸也 要对 电器 原理 图进行详 细分析 ，罗列 出整机或 件的干涉 隋况 。 产 不 能变大 ， 而是需要 保持原尺寸不 变 ， 甚至要变 单元 中需 要的 电气元件 ， 些都是外部购 买的 这 （） １整体布局 。对 于各结构单元 、 动 和执 传 得 更小。 采用何种设计工具 ， 既能尽快开发 出适 标准器件 ，以此来建立我们设 计所需 的三 维设 行装置 、环境保 护等 各项规划进行合理 地结构 销 对路的新产 品 ，又能方便工程技术 人员之间 计平台 。 个工作平 台是独立的图元 ， 三维虚 布局 ， 这 在 以确定 相互 之间的连接形 式 。 通过这 些总 交 流 ， 摆在 广大设计人员面前的问题 。 是 拟平 台 中， 旦建立 确认 后 ， 允许进 行移 动 ， 体的考虑来制定 一个稳定 的布局 ， 一 只 这样 既可保 二、 三维设 计技 术在 电力 电子行 业 中的应 而不允许更 改。利用三维软 件建立 电力 电子三 证整机或单元结 构的合理性 ，又可 以缩 小整机 用。 随着产 品开发周期正变得更短 ， 这样我们需 维工作平 台。 或 单元 的体积 。 要在更 短的时间 内完 成更多工作 。应用三 维技 首先建立—个 电气元件 图库 的文 件夹 。 （） ２功率器件 的布置 。在功率器件 中， 发热 术对 电力 电子设备 的研 发 ，其 目的是利用 三维 在 电气原理图 中，分解 出需 要对外进行购 量较大 的整流桥 和 ＩＢ 都必须 装于散热器上 ， ＧＴ 技术作 出的实体模 型与实际 中应用 的元件设备 买的电气元件 和已经是标件 的最小零件 ，就是 同时有 大功率母线 与电容阵列连接 ，故其 采用 非常接近的特点 ， 采用其三维旋转、 图形组建定 虚拟工作平台所定义的刚性元件。一般情况下 平面顺序形式布置。 位等功 能完成一些原来 只能在样机 中才 能进行 根 据电气元件结 构样 册上提供 的结构尺寸对其 （） 板的布置 。在全部 器件 中 ， ３主控 主控板 的工作 ， 到缩短开发周期 、 高研 发质量 的 目 进 行全 比例输入 ， 达 提 并且 对于样册不 明确的元件 的位表 面积最大 。同时从 电力电子器件 的电磁 的。 进行 实物测 绘进 行输入 。 兼容要求 出发 ， 主控板的驱动到 Ｉ Ｂ 控制 端子 ＧＴ 目前在三维建模行业 中 ，著名 的三维建 模 通 过 Ｓｌ Ｗｏｋ 零件 设计 界面 ， 于上面 的引线 应为 最 短 ，一般 将 主控 板 的位 置放 在 ｏ ｄ ｒｓ ｉ 对 软 件 有 Ａ ｔＣ Ｄ Ｐｏ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ Ｓｌ Ｗｏｋ 步骤中分解 出的刚性 元件分别根据 各 自已明确 Ｉ Ｂ ｕｏ Ａ 、ｒＥ ＧＮ Ｅ 、ｏｄ ｒｓ ｉ Ｇ Ｔ的附近 。 等 ，本文选择 Ｓｌ Ｗｏｋ 作为三维技术 电力 电 的结 构尺寸绘制三维零 件模型 ，并 以实际器件 ｏ ｄ ｒｓ ｉ （） ４设计散热系统 。 电子 设备散 热系统中温 子虚拟平 台的载体 。 其主要 因素是 Ａ ｔ Ａ ｕ Ｃ Ｄ软 名称保存 在电气元件 图库的文件夹 中。这些零 升控制 的方法 包括 ： ｏ 自然冷 却 、 迫风 冷 、 迫 强 强 件 在 国内应用 三维技术较早 ， 电气 行业 中应 件 的造型是 以草 图为基础 ， 之点 、 和 面 ， 在 辅 线 运 液冷 、 蒸发冷却 、 电致冷 、 传热等形 式 。 温差 热管
工 业 技 术
应用 三维 技术对 电力 电子设 备 的研 发
何 垄
（ 比亚迪汽车有限公 司 ， 陕西 西安 ７０ １ ） １ｉ ９
摘 要： 本文 主要介 绍三 维技术 运 用 于电力 电子设 备研 发过 程 的基 本 步骤及 要 求 ， 用其 建 立虚 拟工 作平 台 ， 利 缩短 了研发 周期 ， 可 还 以在 加 工 生产前 对 未完成 的 电力 电子设 备有 详 细 而准确 的 了解 ， 而提 高研 发 质量 。 从 关 键词 ： 维技 术 ； 三 电力 电子 ； 拟 ； 台 虚 平
夸 句 三 设 软 是 同概 和 维 计 件 不 的 位，少 要 工 证 装 配 精 的 件 结 且 一 路 置 成 叠 置使 圈 减 需 人 保 安 、合 度 部 。 构，同 回 布 作 层 位 ，其 起 设 塑 件 合 港 ，能 为 维 （充 考 设 的 工 度 保 元 的 理 面 尽 小 高 与 压 线 分 布 ， 计 ： 室 三 绰 ． 称 三 ２ 分 虑 备 加 精 ，证 件 合 的 积 量 。 压 低 的 束 别 置 控 只 ） 并 能 为 维 计 台只 对 本 不 称 三 设 平 ，有 基 性 （强 弱 系 分 布 ， 出 强 电 线 用 绞 的 构 整 薪 出 与 Ｔ 。３ 电 电 统 别 放 不 现 弱 制 采 双 线 结 。 流 输 珏 ）
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中 国新技术新产品
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工 业 技 术
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行 三 维 绘 图 。 使 用 Ｐｃ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ 和 Ｓｌ 一 的设计输入 ， 输入结构 的准确性将影 响整个 形式 。对 于散 热形式 具体结构 的体 现则更多 的 ｒＥ ＧＮ Ｅ Ｃ ｏｄ ｉ 其 Ｗｏ ｓ ｒ 使用较普 遍 ， ｋ 并且三 维功能都 比较强大 ， 虚拟平 台的精确性 。这样便 形成 了基本 的一个 需要研发人员 的想象能力 ，而不是对 实际物体 其中Ｓｌ Ｗｏ ｓ ｏｄ ｒ 的操作比较容易上手，完全可 电力电子三维设计平台。 ｉ ｋ 的熟悉能力。另外还要结合散热系统中发热件 以满足使用需求。 在电力电子设备研发中，产品的组成单元 的发热量，后期要在 ＳｌＷｏ ｓ ｏｄ ｒ 所附带的分析 ｉ ｋ Ｓｌ Ｗｏ ｓ 一 套 智 能 型 的 高 级 Ｃ Ｄ 是很多的 。 三维设 计界面中 ， ｏｄ ｒ 是 ｉ ｋ Ａ／ 在 为了更 加直观的 程 序中进行的热分析验证 。 Ｃ ＥＣ Ｍ组 合软件 ， Ａ ／Ａ 它采用基 于特征 的实 体建 观测各 图元 间的位置关 系 ， 我们要 对各刚性 零 （） 出虚拟外壳基本形状 。 ５制作 根据总体布 模， 具有完 整的零件造 型、 配 、 图纸 生成 、 件的三维模 型进 行上色处理 ，以完善三维设 计 局 和客户现场安装要 求 ， 计满足结构 的强度 装 二维 设 智能装配 、干涉检查和有 限元 分析等一系列 功 平 台 。而对 于颜 色的选择可 以根 据实物表 面颜 需求 和合 理结构形式的外壳。 对于这一点 ， 我们 能， 实现 了全相关参数化设 计。 它能方便地ｉ彳 色 ， 可以根据个人偏 好 ， 井亍 也 主要 目的只是在于 三 可 以在 Ｓｌ Ｗｏ ｓ ｏｉ ｒ 装配 图界 面里对 于非主要元 ｄ ｋ 样机设计 ， 工制造模具及各 种力学分析 ， 能 维模 型之间 的区分 。 加 智 器件 或结构单元 的位 置进行移动 、 旋转调 整 ， 力 化程度高 ， 参数化功能强 ， 操作简单， 是较容易 四、 整机或单元虚拟工作平台的研发进程 求保证整个外壳形状的简单和精巧。然后充分 使用的三维设计软 件。应用 Ｓｌ Ｗｏ ｓ 为三 ｏｉ ｒ 作 ｄ ｋ １ ． 制定研发原则 利用 虚拟空间 中各元 件的独立空 间功 能 ，将各 维 电力 电子 虚拟平 台，简单易学 ， 仅可 以与 不 在整机 或单 元虚拟工作平 台上 进行整机 或 单元 及各元 器件 内外之 间通 过的线束 、铜 带等 Ａ ｔＣ Ｄ相兼容，最重要的是可以将主要精力 单元研发，就要充分利用虚拟工作平台上的图 过孔的位置确定， ｕｏ Ａ 再进行过孔设计。 用于电力电子设备的研发，而不是用于进行软 形与实际一致， 即所见即所得的效果。 根据其强 （）在虚拟平台上完成元器件固定与内部 ６ 件操作的学习。 当对三维技术应用熟练后 ， 转用 大的立体空间感，制定符合虚拟工作平台特点 布线。在 Ｓｌ Ｗｏｋ装配图界面里通过装配命 ｏｄ ｒｓ ｉ Ｐｃ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ或其它三维软件就只是一个适 的研发原则， ｒＥ ＧＮ Ｅ Ｃ 提高其效率。 令参数设置， 确定元器件固定位置。 应操作界面的问题。 （） １在元件结构设计中， 以结构本体实现配 （） ７功率单元内部布线原则。根据原理图， 三、 三维设计平台的建立 合为主，在设计中就要对于安装、配合进行定 按照以下的原则进行。功率回路尽量采用铜排
中 图 分 类 号 ：Ｐ ３ Ｔ ２ 文 献 标 识 码 ： Ａ
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工 业 技 术
应用 三维 技术对 电力 电子设 备 的研 发
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夸 句 三 设 软 是 同概 和 维 计 件 不 的 位，少 要 工 证 装 配 精 的 件 结 且 一 路 置 成 叠 置使 圈 减 需 人 保 安 、合 度 部 。 构，同 回 布 作 层 位 ，其 起 设 塑 件 合 港 ，能 为 维 （充 考 设 的 工 度 保 元 的 理 面 尽 小 高 与 压 线 分 布 ， 计 ： 室 三 绰 ． 称 三 ２ 分 虑 备 加 精 ，证 件 合 的 积 量 。 压 低 的 束 别 置 控 只 ） 并 能 为 维 计 台只 对 本 不 称 三 设 平 ，有 基 性 （强 弱 系 分 布 ， 出 强 电 线 用 绞 的 构 整 薪 出 与 Ｔ 。３ 电 电 统 别 放 不 现 弱 制 采 双 线 结 。 流 输 珏 ）