復(fù)合母排幾種特殊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

李義

（株洲中車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司，湖南 株洲 412005）

復(fù)合母排又稱(chēng)為層疊母排、層疊母線排、夾層匯流排、低感母排、電子母線等，被廣泛應(yīng)用在軍工業(yè)、電動(dòng)汽車(chē)、風(fēng)力發(fā)電、軌道交通等領(lǐng)域中。

復(fù)合母排的外形輪廓尺寸、孔心距、銅塞連接位置等要依據(jù)電子器件的安裝布局來(lái)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致母排在設(shè)計(jì)時(shí)，常常會(huì)遇到一些特殊的外形輪廓、安裝尺寸要求。在這種情況下，需要優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)解決制造問(wèn)題。在產(chǎn)品的試制過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，需要結(jié)合自身的工藝水平，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)解決這些問(wèn)題。

1 幾種特殊結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.1 母排安裝孔優(yōu)化設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)安裝孔時(shí)，為了防止母排表面絕緣膜被螺栓墊片或支撐柱破壞，應(yīng)在安裝孔兩面粘貼絕緣墊片；為了防止絕緣墊片受力脫落，應(yīng)將墊片設(shè)計(jì)得比絕緣環(huán)外徑大。安裝孔優(yōu)化設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 安裝孔優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.2 折彎處讓孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)復(fù)合母排折彎讓孔設(shè)計(jì)不合理、讓孔接近折彎中線且處于折彎變形區(qū)域時(shí)，折彎時(shí)會(huì)導(dǎo)致讓孔變形甚至膠膜拉裂。由于母排工藝的限制，在折彎有讓孔的母排時(shí)，為了防止孔在彎曲時(shí)產(chǎn)生變形，必須保證孔邊緣距折彎變形區(qū)有一定的距離。

在折彎母排產(chǎn)品時(shí)，為了防止孔、槽在折彎時(shí)變形，必須使讓孔不處于折彎的變形區(qū)域內(nèi)，即必須至少保證導(dǎo)體層孔、槽的邊緣到折彎中線的距離大于下模開(kāi)口的50%.折彎處讓孔優(yōu)化設(shè)計(jì)如圖2所示，L＞V/2，即在母排設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證L＞5t.

圖2 折彎處讓孔優(yōu)化設(shè)計(jì)

當(dāng)由于母排安裝條件的限制，安裝孔位置無(wú)法挪動(dòng)，而安裝讓孔與折彎中線的孔邊距在理論設(shè)計(jì)值以?xún)?nèi)，即讓孔處在折彎變形區(qū)域之內(nèi)時(shí)，折彎時(shí)讓孔會(huì)有變形的風(fēng)險(xiǎn)。則采取掏空折彎變形區(qū)材料的設(shè)計(jì)方法，成功解決了折彎變形的問(wèn)題，如圖3所示。

圖3 小邊距折彎處讓孔優(yōu)化設(shè)計(jì)

圖4 引出腳耐壓擊穿

圖5 引出腳優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.3 接線引出腳結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

為了方便復(fù)合母排連接外部線路，其接線端子會(huì)設(shè)計(jì)成帶引出腳的結(jié)構(gòu)。當(dāng)引出腳設(shè)計(jì)不合理時(shí)，特別是在高壓產(chǎn)品打耐壓測(cè)試時(shí)，就很容易在引出腳端子位置發(fā)生耐壓擊穿，造成產(chǎn)品報(bào)廢。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，耐壓擊穿發(fā)生在包邊工藝斜坡處，如圖4所示。針對(duì)這種情況，現(xiàn)在將正、負(fù)銅排邊沿錯(cuò)開(kāi)設(shè)計(jì)，解決耐壓失效問(wèn)題，如圖5所示。

2 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析復(fù)合母排幾種特殊結(jié)構(gòu)改善前的設(shè)計(jì)缺陷，提出了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方案。為其他具有相同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了思路和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉玉柱.疊層母排低感設(shè)計(jì)分析［J］.大功率變流技術(shù)，2013（01）：21-24.