变流器是风电、光伏、岸电、储能等新能源行业的重要电气设备。我国新能源行业的快速发展对变流器的可靠性提出了更高的要求,结构工艺设计是变流器可靠性设计的重要组成部分。本书主要讲解了变流器钣金件、结构件设计工艺、表面处理工艺、装配工艺、配线工艺、安全工艺、工艺管理方法等内容。本书内容丰富、图文并茂、重点突出、应用性强。
本书可供从事电力电子技术领域的工程技术人员、研发人员、管理等相关人员阅读,也可作为高等院校电力电子类、机械类相关专业师生的参考书。
前言大力发展新能源,走低碳化经济发展道路,已经成为国际能源发展和经济转型的基本共识。我国作为能源消耗的第二大国,调整能源消费结构,大力发展新能源产业,是资源节约型和环境友好型社会的必然选择。目前在风电、光伏行业,兆瓦级变流器已经成为主流机型,随着陆地可利用风能、光能资源的减少,丰富的海上风能、光能资源已经成为新的开发热点。岸电、储能、制氢、柔直等电力电子行业中的变流器产品在初期阶段就已经从兆瓦级起步。电力电子行业的这种发展趋势,对变流器产品的可靠性提出了更高的要求。结构工艺设计是变流器产品可靠性设计的重要组成部分。随着电力电子行业对变流器可靠性要求的不断提高,结构工艺设计越来越体现出它的价值和重要性。而目前市场上系统介绍变流器产品结构工艺技术的书籍却很少,并且多为高等院校教材,其内容与工程实践脱节,实用性不强。本书从工程实际角度出发,对变流器产品的结构工艺技术进行了全面的阐述。首先介绍了钣金件、结构件及表面处理等设计工艺,然后重点介绍了变流器装配工艺、配线工艺、安全工艺等,最后介绍了变流器的工艺管理方法。本书内容翔实,理论结合实际,具有较强的实用性。工程师在从事结构工艺设计工作时可以在本书查阅一些常用的,关键的数据,设计出的零件具有更好的加工工艺性,统一结构要素,减少不必要的开模,加快加工进度,降低加工成本,提高产品质量。同时,为了方便工程师学习和理解,本书还加入了一些原理性的说明,其中部分数据来源于标准和精品图书,一些工艺极限尺寸等主要来自一线生产加工厂家,在此对为本书提供帮助的专家和领导一并表示衷心的感谢。本书主要供从事电力电子行业产品设计、研究的工程技术人员参考,也可以供理工科电力电子专业、机械专业的高等院校师生学习参考。编著者2024年12月
目录
前言
综述 1
第1章 钣金件设计工艺 2
11 钣金材料的选材 2
12 几种常用的板材介绍 2
121 钢板 2
122 铝和铝合金板 3
123 铜和铜合金板 4
124 铜铝复合排 4
13 材料对钣金加工工艺的影响 5
131 材料对冲裁加工的影响 5
132 材料对弯曲加工的影响 5
133 材料对拉伸加工的影响 5
134 材料对刚度的影响 6
135 常用板材的性能比较 6
14 冲孔与落料 7
141 冲孔和落料的常用方式 7
142 冲孔落料的工艺性设计 11
15 折弯工艺 15
151 模具折弯 15
152 折弯机折弯 16
16 拉伸工艺 25
161 常见拉伸的形式和设计注意事项 25
162 打凸的工艺尺寸 26
163 半切压凹与压线 26
164 加强筋加工 26
165 百叶窗加工 27
166 弯曲件相关尺寸标注 27
17 铆接工艺 28
171 螺母铆接 28
172 翻孔攻螺纹 30
173 涨铆螺母、压铆螺母、拉铆螺母、翻孔攻螺纹的比较 31
174 抽孔铆接 32
175 托克斯铆接 33
176 沉头螺钉铆接 33
18 焊接工艺 34
181 金属的可焊性 34
182 点焊设计 35
183 角焊 38
184 缝焊 39
185 焊接方法 39
第2章 结构件设计工艺 44
21 硬母线设计工艺 44
211 硬母线的性能 44
212 硬母线的选型 45
213 硬母线的加工 47
214 硬母线的连接 48
215 硬母线的表面处理 48
216 母线的颜色标志和相序排列 49
22 铝型材设计工艺 50
221 型材挤压加工的基本常识 50
222 国家标准对铝型材料的规定 52
223 铝型材零件的加工及表面处理 54
23 压铸工艺 55
231 压铸工艺成形原理及特点 55
232 压铸件的设计要求 55
24 塑料件设计工艺 56
241 塑料件的设计 57
242 热固性塑料的应用 60
第3章 表面处理工艺 63
31 金属镀覆 63
311 金属镀覆工艺范围 63
312 电镀基础介绍 63
313 金属镀覆设计注意事项 64
32 表面喷涂 65
321 喷涂基础介绍 65
322 表面效果选择原则 66
323 喷粉、喷漆设计注意事项 66
33 表面处理工艺的防腐蚀设计 68
331 环境条件分类 68
332 零部件的外形结构要求 69
333 常用材料和镀覆层相互接触时的接触腐蚀等级 69
334 结构件的缝隙结构要求 71
335 结构件防积水要求 71
336 结构件的设计要求 71
337 结构件的工艺要求 72
338 金属材料及金属材料表面处理措施的选型设计 72
34 表面丝印 73
341 丝网印刷原理 73
342 丝网印刷的主要特点 73
343 丝印设计注意事项 73
344 移印工艺 74
35 变流器主要金属件及表面处理 74
351 机柜技术要求及表面处理 74
352 其他金属材料及表面处理 77
第4章 变流器装配工艺 82
41 机械装配前工艺准备 82
411 待装配零部件的初步检验 82
412 待装配零部件的具体检验 82
413 结构尺寸检验标准 83
414 零部件检验文件 83
415 装配工具 83
42 紧固件技术要求 83
421 紧固件材质和表面处理 83
422 紧固件力矩规定 84
423 紧固件装配要求 85
424 涂打防松线要求 85
43 通用装配工艺 86
431 密封件安装 86
432 35型导轨、线槽安装 87
433 塑料板件装配 87
434 装配完毕后清洁与检验 87
44 母线装配工艺 88
441 一般要求 88
442 硬母排安装 88
443 软连接母排安装 89
444 电缆安装 90
45 主要电气件装配工艺 91
451 断路器安装 91
452 接触器安装 92
453 电容安装 92
454 快熔安装 93
455 电抗器/变压器安装 93
456 风机安装 94
457 熔断器式隔离开关安装 94
458 UPS安装 94
459 蓄电池组的安装 94
46 半导体核心组件装配工艺 94
461 环境要求 94
462 常用半导体模块 95
463 半导体器件盲孔深及力矩 95
464 装配工具及工装 96
465 防静电设备及使用 97
466 装配工艺要点 97
467 SKiiP冷板一体模块装配 97
468 IGBT表贴工艺 98
469 Semix模块组件装配 100
4610 EconoDUAL模块组件装配 101
4611 PrimePACK模块组件装配 102
47 水冷管路装配工艺 103
471 水冷管路概述 103
472 功率模块水路装配 104
473 柜内水冷管路装配 107
474 柜外水路装配 116
48 包装储运装配工艺 119
481 基本技术要求 119
482 装箱用木材要求 120
483 叉车作用位置 120
484 包装防护 120
485 包装流程 122
486 包装储运标志 122
第5章 变流器配线工艺 123
51 线材、 工具及设备 123
511 线材 123
512 辅助材料 123
513 工具 123
514 设备 124
52 配线工序 124
521 配线文件准备 124
522 配线作业过程 124
53 配线过程工艺 125
531 通用工艺 125
532 标号管使用 126
533 标签使用 127
534 导线制作与压接 129
535 屏蔽线处理 134
54 布线技术 135
541 布线基本设计原则 135
542 光纤布线 135
543 线槽布线 135
544 敏感线布线 136
545 线缆布线 136
55 配线过程中的质量控制 138
551 操作者自检 138
552 质检员检验 138
553 过程记录控制 138
56 配线过程装扎防护工艺 139
561 导线的装扎 139
562 扎带处理 139
563 配线防护 140
564 铜排及接地线连接 140
565 过活门处布线工艺 140
566 门上布线工艺 141
第6章 变流器安全工艺 142
61 安规工艺 142
611 安规工艺设计内容 142
612 安规工艺设计方法 144
62 防静电设计 155
621 静电防护对象 155
622 静电防护区域 155
623 防静电设计 156
624 防护标识 156
625 作业人员 156
626 注意事项 157
第7章 变流器的工艺管理 159
71 工艺管理方针与目标 159
711 工艺管理方针 159
712 工艺管理目标 159
72 工艺业务流程 160
721 工艺业务价值 160
722 工艺业务流程层级 160
723 工艺业务主干流程 161
73 关键业务运作模式 162
731 可制造性管理 162
732 工艺优化 164
733 工艺维护与管理 167
74 组织与职责 171
741 工艺管理组织架构 171
742 工艺人员素质要求 172
743 关键工作 175
75 业务指导文件 175
参考标准 178
参考文献 181
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