Cabling的电力电子设备三维布线应用.pdf

2 0 1 5年 6月 第4 4卷 第 6 期 机械设计与制造工程 Ma c h i n e D e s i g n a n d Ma n u f a c t u r i n g E n g i n e e r i n g J u n 2 01 5 Vo 1 4 4 No 6 D O I ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 2 0 9 5 5 0 9 X 2 0 1 5 0 6 0 0 7 基于 C r e o C a b l i n g的 电力电子设备三维布线应用 郑超 ， 曹 伦 ， 周晓东 ， 蔡潇 ( 1 特变新疆新能源股份有限公司， 新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 1 1 ) ( 2 特变电工西安电气科技有限公司， 陕西 西安7 1 0 0 0 0 ) 摘要： 首先指 出了电力电子设备采用传统的结构 一布线 串行设计方法的缺 点， 提 出了将三维布线 应用在结构开发阶段的并行设计方法； 接 着介绍 了三维布线的流程和优 势； 最后通过工程 实践 ， 验证了结构 一 布线并行设计方法， 不仅缩短了开发周期， 还能提高所布线路的可靠性和美观性。 关键词 ： C r e o ； 三维布线； 电力电子设备 ； 并行设计 中图分类号 ： T P 3 9 1 7 文献标志码 ： A 文章编号 ： 2 0 9 55 0 9 X( 2 0 1 5 ) 0 60 0 2 70 5 为了快速响应市场需求 ， 电力 电子设备更新换 代的速度在不断加快 ， 这对产品的开发质量 、 周期 和成本控制均提 出了更高的要求。现代 电力 电子 设备都在向着轻量化、 微型化 、 模块化和智能化 的 方向发展 ， 作为产 品设计和优化的方法 ， 传统 的二 维设计 已经不能满足市场要求 ， 取而代之的是计算 机辅助三维设计 。 电力电子设备同其他许多工业产品一样 ， 在开 发阶段 ， 它是以数字化样机的形式呈现的。数字化 样机相对于实物样机其好处是 ， 在产品的全生命周 期中 ， 通过信息的集成， 任何阶段都可 以方便 地管 理产品L 2 J 。一个完整的电力 电子产品数字化样机 模型 中， 包含 了钣 金件 、 P C B A板 、 连接 器和线 缆 等。一个高质量的电力电子产品， 必须具备高质量 的电路设计、 电气布线设计 、 软件设计和结构设计 等。在数字化样机 中， 结构工程师能够形象而直观 地进行结构设计和电气布线设计。在当今许多产 品的开发过程中， 结构设计是采用三维结构设计模 块实现的 ， 但电气布线设计仍然采用的是传统设计 方法 ， 即实物样机 回来 以后， 依靠 电气工程师的经 验去现场测量 、 做线 和布线， 从 而完成整机的电气 布线设计。这是一种先结构设计后 电气布线设计 的串行设计方法 ， 其缺点是既会延长产品的开发周 期 ， 也容易造成产品可靠性的降低 。而三维布线技 术在产品结构开发过程中的应用 ， 可以实现结构和 电气布线的并行设计 ， 有效缩短 开发周期 ， 且提高 产品的可靠性。 l 基于 C r e o C a b l i n g的三维布线设计 在使用 C r e o P a r a me t r i c软件设计 完成产 品的 结构数字化样机之后 ， 工程师就可以开始三维布线 的设计。在 C r e o P ara m e t r i c 软件 中， 自带有一个专 业的三维布线模块 C a b l i n g ， 该模块功能强大 ， 使用 该模块能够创建 出逼真的三维线缆模 型。在该模 块 中， 线缆接入到连接器的三维模型输入端 口。线 缆的种类有单芯 、 多芯和扁平线缆 ， 连接器 的种类 有接插件 ( O T端 子、 U T端子、 D B端子 和 P h e o n i x 端子等 ) 、 电气元件 ( 整流桥 、 接触器 和变压器等 ) 和密封件 ( 防水锁头 、 M C 4端子 ) 等。在进行三维 布线操作之前 ， 作为连接器 的零件在线缆接 口处要 根据所接线缆种类设置合理的辅助坐标系， 并要保 证坐标系方 向的正确性。 3种线缆接入连接器的布置方式如下。 单芯导线 ： 通过 轴接入连接器 ， 因此 z 轴的正 方向一定要朝向线缆接入 的逆方向， 否则线就会接 反 。 多芯线缆： 各电缆通过 轴接人连接器， 呈 圆 形均匀分布在 轴周围 ， 因此 z 轴 的正方 向一定要 朝 向线缆接人 的逆方向， 否则线就会接反 。 扁平线： 各根线通过 轴接人连接器， 沿着Y 轴 方 向向两边展开 ， 因此 z 轴的正方向一定要朝 向线 缆接人的逆方向， Y轴朝向扁平线长边的方 向。 C r e o C a b l i n g中的布线操作 分为手 工布线 和 自动布线。手工布线相对 自动布线流程简单 、 容易 理解 ， 布出来 的线缆也更加美观 ， 而且修改起来也 收稿 日期 ： 2 0 1 50 ll 9 作者简介 ： 郑超( 1 9 8 7 一) ， 男， 湖北黄冈人 ， 特变新疆新能源股份有限公 司工程师 ， 主要从 事电力 电子设备 的结构开发。 2 7 -