【正文】 O2保護焊，氧氣 乙炔焊，激光焊接，電渣壓力焊等多種，塑料等非金屬材料亦可進(jìn)行焊接。而在另一方面，金屬在焊接熱量作用下所產(chǎn)生的獨特美妙的變化也滿足了金屬藝術(shù)對新的藝術(shù)表現(xiàn)語言的需求。焊接的能量來源由很多種，包括氣體焰，電弧，激光，電子束 ，摩擦和超聲波等。焊接過程中，工件和焊料融化形成熔融區(qū)域，熔池冷卻凝固后便形成材料之間的連接。新建裝配體，把零件用配合類型裝配到一起。按照尺寸圖把兩個接線腔也畫出來。主箱體由六塊鋼板焊接而成，每 個鋼板厚度為 16mm。 中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 三維建模步驟 通過 Solidworks 三維軟件來建造變頻器防爆柜的實體。 SolidWorks 不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。 Solidworks 功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是 SolidWorks 的三大特點，使得 SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD 解決方案。 SolidWorks 還提供了功能強大的全相關(guān)的鈑金設(shè)計和模具設(shè)計能力，以及開放的二次開發(fā)工具。 在進(jìn)行裝配設(shè)計時，可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系生成新零件可以動態(tài)裝配體的所有運動，并對運動零部件進(jìn)行動態(tài)的干涉檢查和 間隙檢查，還可以應(yīng)用智能零件技術(shù)自動完成重復(fù)設(shè)計，運用智能化裝配技術(shù)完成自動捕捉并定義裝配關(guān)系。因其強大的功能、易用性和創(chuàng)新性，在于同類軟件的競爭中逐步確立了市場地位?？紤]散熱成本以及要適合隔爆變頻器的應(yīng)用環(huán)境我設(shè)計了一種強制水循環(huán)冷板散熱。 變頻器的散熱有很多方式，如風(fēng)冷、水冷、強制風(fēng)冷、熱管散熱等。當(dāng)溫度高于某一臨界值時變頻器將不能正常工作甚至導(dǎo)致?lián)p壞。采用變頻器置于隔爆殼體內(nèi)可以解決對于礦用設(shè)備的隔爆要求，但是由于隔爆殼體內(nèi)都是密封的，空氣流通性非常小，在自然的情況下與外界的熱交換只有通過殼體的擴散方式來完成。 礦用隔爆一體化電機是應(yīng)用在煤礦井下存在瓦斯和煤粉塵的易爆危險環(huán)境中。溫度對任何設(shè)備都具有破壞作用，但是變頻器和其他設(shè)備不同，因為其他設(shè) 備的破壞作用常常是比較緩慢的，受破壞時的溫度通常不是很準(zhǔn)確地，唯獨變頻器的功率器件管 IGBT 在溫度超過某一極限值時，會立即導(dǎo)致逆變管直通而損壞。變頻控制柜的布局及器件配置要合理，符合行業(yè)和國家標(biāo)中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 準(zhǔn)，便于維護保養(yǎng)。 變頻控制柜內(nèi)部基本布局 設(shè)計變頻控制柜前，既要要考慮變頻柜正常運行條件，還要考慮可能發(fā)生的故障 條件以及隨之引起的故障。為改善變頻器輸出電流，減少電動機噪聲，可在變頻器輸出端加裝交流電抗器。從安全和降低或者接在電器設(shè)備的外殼上。 為了抑制噪聲和防止干擾，實踐證明良好的接地方式在很大程度上可以抑制丙部噪聲的禍合，同時還可以防止外部干擾的侵入，使系統(tǒng)的抗干擾能力提高 。過同一接線口時也要在兩種電纜之間設(shè)置隔離壁，以防止動力線的干擾噪聲侵入控制電路，造成變頻器不正常運行。動力電纜、電源電纜、信號電纜、數(shù)據(jù)電纜要分別排線。要將主電路和控制電路的配線分開，而且要走不同的線路，不能長距離平行走線。 變頻柜設(shè)計完成后就要安裝配線。還要仔細(xì)研究和處理各部分的接地，包括電線電纜的屏蔽層接地。為抑制上述各種干擾，一般應(yīng)在設(shè)計階段就注意輸入輸出線路的隔離和配線方式，注意器件的選擇和布局、地線的敷設(shè)方式等問題。靜電放電中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 對集成電路器件的干擾 。公共配線上的阻抗干擾 。 變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻柜設(shè)計 在變頻柜設(shè)計時主要考慮電磁兼容、在柜子內(nèi)部電容組和散熱片擺放、布 線、通風(fēng)散熱等，再利用 501記 works把各個器件裝配到一起時要考慮電氣間隙和爬電距離。了解設(shè)計任務(wù)，應(yīng)用的環(huán)境、性能指標(biāo)以及相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范； (2) 根據(jù) 經(jīng)驗設(shè)計多種方案； (3) 根據(jù)所設(shè)計的方案繪出圖紙； (4) 看所繪出圖紙是否符合 GB12668中國調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)等國家標(biāo)準(zhǔn)； (5) 是否滿足散熱、排風(fēng)要求，器件有沒有擋住散熱通道； (6) 結(jié)構(gòu)設(shè)計的緊湊與否，器件之間間隙要合理不要過大； (7) 導(dǎo)線布置。本文采用計算機輔助設(shè)計的方法，利用 Solidworks 軟件生成元器件并布局，建立模型。然后進(jìn)行計算、繪圖、比較、返工 。 第 6 章 變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 柜體的布局和器件配置 傳統(tǒng)的布局設(shè)計方法是以經(jīng)驗總結(jié)為基礎(chǔ)，通過長期設(shè)計實踐而形成的設(shè)計依 據(jù)。 8. 電箱柜門內(nèi)側(cè)必須貼有電氣系統(tǒng)圖，采用透明膠布防水密封。 7. 變頻控制柜的內(nèi)部布置結(jié)構(gòu)必須嚴(yán)格按系統(tǒng)圖，國家標(biāo)準(zhǔn)以及地方規(guī)范執(zhí)行；內(nèi)部接線應(yīng)排列整齊，清晰和美觀，綁扎成束或敷于專用塑料槽內(nèi)卡在安裝架上；配線應(yīng)考慮足夠的余量。 5. 箱體采用噴塑，箱體顏色采用銀白色，采用相應(yīng)的防腐蝕措施。每天工作時間是 24h，全年連續(xù)工作。 2. 柜內(nèi)主要器件采用 ABB[7]或者施耐得產(chǎn)品（具體見元器件的技術(shù)要求）。 結(jié)論：一個質(zhì)量較高的變頻控制柜，從設(shè)計，工藝，制作制造，運輸，包裝，是實際要求較高的產(chǎn)品，要求各個環(huán)節(jié)質(zhì)量保障，才能作出較高質(zhì)量和水平的控制柜。 5． 柜體的銘牌。加裝吊裝掛鉤。 氣體：有無暴炸，腐蝕性氣體 2． 柜體承載重量。 g. 進(jìn)出線的電纜管接頭配置。 f. 抗干擾布線。一般可以查表格或計算。 ，一般要選擇為 。 ，一般要，選擇為 頻器電流。按如下順序選擇主回路電器件。原理圖設(shè)計根據(jù)以上所述的原理規(guī)則，參照變頻控制柜的原理圖，根據(jù)實際需要，畫出原理圖。包括電氣工藝設(shè)計 。 4. PLC控制接口電路 ， 5. 變頻器聯(lián)網(wǎng)等。 1. 變頻控制系統(tǒng)的原理圖設(shè)計 中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 2. 電路主路設(shè)計。 電氣設(shè)計工程師的設(shè)計 對于每個變頻控制柜，設(shè)計是整個系統(tǒng)重點，最能體現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 一般達(dá)到特定速度段時，按恒轉(zhuǎn)矩，超過特定速度時，按恒功率運轉(zhuǎn)。如卷揚機，機床主軸。 （ 3） 大于 變頻柜 ,應(yīng)加裝通風(fēng)散熱設(shè)施 （ 4） 電機與變頻器容量關(guān)系。 對平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)注意： （ 1） 電機通常選異步交流電機。如傳送帶， 升降機等 用公式表式為 P=T*N/975 P電機的功率 T電機轉(zhuǎn)矩 N電機轉(zhuǎn)速 對恒轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)注意： （ 1） 電機應(yīng)選變頻器專用電機 （ 2） 變頻柜應(yīng)加裝專用冷卻風(fēng) 扇 （ 3） 增大電機容量，降低負(fù)載特性 （ 4） 增大變頻器的容量 （ 5） 變頻器的容量與電機的容量關(guān)系應(yīng)根據(jù)品牌，一般為 ~ 電機的容量 2．平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載。 目前，機械負(fù)載與電機轉(zhuǎn)矩特性有許多種類，常用有三種。選擇電抗器的參數(shù)，可由下面公式計算 ： L=(2%~5%)V/*F*I V額定電壓 V I額定電流 A F最大頻率 HZ LBI/ LBO 輸入輸出濾波器，一般應(yīng)根據(jù)頻率進(jìn)行配置 R制動電阻 計算較復(fù)雜，應(yīng)在變頻器柜制造商指導(dǎo)下配置。 有的變頻器內(nèi)置電抗器，有的場合也可不裝電抗器。大量工程實踐證明，為了防止電網(wǎng)和其他干擾源對變頻器的干擾，同時減少變頻器對其他設(shè)備的和電網(wǎng)的影響，常在變頻器的輸入、輸出端配置濾波器、交流電抗器等抗干擾設(shè)備。然而變頻器常處在一個比較復(fù)雜的環(huán)境中，本身輸入則是一個非線性的整流電路，外接電源含有諧波，還有別的設(shè)備的高次諧波等等。要降低諧波的影響程度，可以采取各種措施， 但對于變頻器來說，主要是在其回路中加裝交流電抗器。 (5) 干擾通信系統(tǒng)，降低信號的傳輸質(zhì)量，破壞信號的正常傳遞，甚至損壞通信設(shè)備。 (3) 使電氣設(shè)備 (旋轉(zhuǎn)電機、電容器、變壓器等 )運行不正常，加速絕緣老化，從而縮短它們的使用壽命。其產(chǎn)生的主要危害有： (1) 增加了電網(wǎng)中發(fā)生諧振的可能性，從而造成很高的過電流或過電壓而引發(fā)事故的危險性。作為諧波源，它對各種電氣設(shè)備，自動裝置、計算機、計量儀器以及通信系統(tǒng)均有不同程度的影響。根據(jù)自身應(yīng)用環(huán)境加以選擇。 變頻器可分為通用型和專用型，一般的機械負(fù)載和要求高過載情況，選擇通用型變頻器。 現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交 — 直 — 交方式（ VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機 [5]。變頻器應(yīng)設(shè)有專門的內(nèi)接地螺栓，所有螺栓螺母都具有自動放松措施。變頻器的觀察窗應(yīng)符合 GB — 2022的規(guī)定。里邊應(yīng)涂有 1321耐弧漆，且漆層表面美觀，附著牢固。 變頻器的外殼的各隔爆結(jié)合面，間隙、長度、表面粗糙度的設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格按照GB — 2022 的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行；隔爆外殼應(yīng)能承受 GB — 2022[3]規(guī)定的相關(guān)實驗；變頻器外殼不應(yīng)有尖銳的棱角。隔爆型電氣設(shè)備具有良好的隔爆和耐爆性能，被廣泛的應(yīng)用于煤礦井下等爆炸性環(huán)境場所。 隔爆型防爆電氣設(shè)備主要是通過隔爆外殼來達(dá)到防爆目的。國內(nèi)國外的企業(yè)政府對此都非常重視，因為它涉及到了工人的生命安全，一旦發(fā)生爆炸，后果不堪設(shè)想。 第 2 章 防爆技術(shù)的應(yīng)用與意義 隨著我國工業(yè)的發(fā)展，特別是 石化、冶金、煤礦工業(yè)的發(fā)展。 (5) 軟件面向?qū)I(yè)用戶的開放性 有限元軟件應(yīng)用的技術(shù) 領(lǐng)域多 ,用戶需求各不相同 ,因此開放的軟件環(huán)境對用戶而言至關(guān)重要 ,用戶可根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品的特點對軟件進(jìn)行二次開發(fā) ,實現(xiàn)單元屬性、材料參數(shù)、復(fù)雜邊界、疲勞壽命規(guī)律的自定義和產(chǎn)品專家系統(tǒng)的自開發(fā)。各軟件公司在網(wǎng)格處理方面的投入也在加大 ,劃分網(wǎng)格的效率和質(zhì)量都有所提高 ,但在實際工業(yè)生產(chǎn)中 ,尤其是專業(yè)領(lǐng)域復(fù)雜產(chǎn)品的分析中還存在問題 ,如網(wǎng)格劃分的自動化、網(wǎng)格質(zhì)量檢查的標(biāo)準(zhǔn)化。 (3) 與 CAD/CAM 等軟件的集成 有限元分析軟件的一個發(fā)展趨勢是與通用計算機輔助工程軟件的集成使用 ,即數(shù)據(jù)信息在整個產(chǎn)品設(shè)計制造過程中的無縫多向流通 ,實現(xiàn)新產(chǎn)品開發(fā)中三維設(shè)計、有限元分析優(yōu)化、數(shù)控加工等過程的快速響應(yīng) ,滿足工程師快捷地解決復(fù)雜工程問題的要求 ,提高設(shè)計水 平和效率。為此國外一些公司花費了大量的人力和物力開發(fā)非線性求解分析軟件，如 ADINA、 ABAQUS 等。 （ 2）由求解線性問題發(fā)展到求解非線性問題 中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，線性理論已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計的要求，許多工程問題如材料的破壞與失效、裂紋擴展等僅靠線性理論根本不能解決，必須進(jìn)行非線性分析求解，例如薄板成形就要求同時考慮結(jié)構(gòu)的大位移、大應(yīng)變（幾何非線性）和塑性（材料非線性）；而對塑料、橡膠、陶瓷、混凝土及巖土等材料進(jìn)行分析或需考慮材料的塑性、蠕變效應(yīng)時則必須考慮材料非線性。 采用有限元法進(jìn)行工程分析的一般流程如圖 ： 中北大學(xué) 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 圖 有限元法工程分析的一般流程 有限元的發(fā)展趨勢 隨著有限元技術(shù)應(yīng)用的不斷擴大 ,其發(fā)展呈現(xiàn)如下特點 : （ 1）單一場計算向多物理耦合場問題的求解發(fā)展 有限元分析技術(shù)應(yīng)用在裝備產(chǎn)品的設(shè)計制造中 ,主要是求解線性的結(jié)構(gòu)問題 ,但根據(jù)火電、風(fēng)電、核電等裝備產(chǎn)品的極端性、復(fù)雜性、多場性特點 ,結(jié)構(gòu)非線性 ,流體動力學(xué)和耦合場問題的應(yīng)用迫在眉睫 ,如汽輪機葉片、風(fēng)機槳葉的流體動力學(xué)問題、流固耦合問題 ,重型裝備產(chǎn)品熱加工過程的熱、結(jié)構(gòu)、電磁多場耦合的問題。這就是為什么后期處理將包括檢查那些在建立模型時不可能發(fā)覺的錯誤。我們喜歡有能力去看到不同形式顯示 的結(jié)果，這樣我們以判斷力來判斷為什么零件失效和怎樣去改進(jìn)設(shè)計。 后處量包括標(biāo)繪出偏移和應(yīng)力，利用失效準(zhǔn)則，諸如允許的最大偏移，材質(zhì)的靜態(tài)和疲勞強度等等來比較這些結(jié)果，假如我們僅僅想知道零件是否能經(jīng)受住載荷試驗。求解能夠解答線性和非線性的，靜態(tài)的，動態(tài)的，屈曲，熱傳導(dǎo)和勢位能分析問題。 前處理包括產(chǎn)生一個有限元模型的幾何體的全過程，輸入物理特性，描 述