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基于AnyCAD的母线排加工CAD/CAM/CNC系统开发

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基于AnyCAD的母线排加工CAD/CAM/CNC系统开发

作者：林海洋山东大学

学位级别：硕士

母线排在电力系统中应用非常广泛。当前,母线排加工一般采取冲剪与折弯加工相独立的设计方式。操作人员依靠通用CAD软件分别设计冲剪和折弯加工图纸,并将其导入到加工系统中生成加工程序以驱动机床完成加工。首先,通用CAD软件难以适用... 详细信息

母线排在电力系统中应用非常广泛。当前,母线排加工一般采取冲剪与折弯加工相独立的设计方式。操作人员依靠通用CAD软件分别设计冲剪和折弯加工图纸,并将其导入到加工系统中生成加工程序以驱动机床完成加工。首先,通用CAD软件难以适用于母线排设计,操作人员需要对母线排三维模型进行手工平面展开计算,将其绘制为应用于冲剪和折弯加工的二维图纸;其次,CAM系统的缺失导致系统无法实现母排加工的自动编程、下料优化和模拟仿真;再次,系统各部分之间相互独立,信息无法双向流动,需要操作人员手动传递参数与加工文件。这样的操作过程使得生产加工变得效率低下和易于出错。本文针对母线排制造行业的关键共性需求,对母线排的生产加工工艺进行了研究,开发了一个高效率、高集成且易于操作的母线排加工CAD/CAM/CNC系统。本文开展了以下研究和开发工作:(1)从母线排加工行业需求的角度分析了系统的技术流程。将系统划分为CAD、CAM、CNC三个子系统,按照每个子系统的特性和功能并基于模块化设计的思想对系统进行了详细分析和设计。(2)对母线排的特征结构进行了研究,建立了母线排数据模型和参数驱动的母线排特征模型库。基于母线排数据模型,提出了相对应的母线排几何模型关键点坐标的计算方法,并基于AnyCAD实现了母线排的几何造型。(3)对CAD子系统中的功能模块进行了设计和开发,包括逐段延伸式、模板调入式、元素拼接式三种母线排折弯设计方式和单体式、阵列式两种母线排冲压设计方式的实现,母线排图纸STP文件解析和导入的实现,模型尺寸测量和尺寸驱动功能的实现,给出了尺寸标注的数据模型。(4)对CAM子系统中与冲剪加工和折弯加工相关的功能模块分别进行了设计和开发,包括对三维模型平面展开的自动计算和实现,对下料优化的模型求解计算和实现,复杂情况下折弯加工的可行性分析,面向三轴/四轴数控母线冲剪机和数控母线伺服折弯机的加工代码自动编程,冲剪和折弯加工过程三维模拟仿真。(5)基于CODESYS开发了数控母线冲剪机和伺服折弯机的数控平台,实现了加工设备的自动控制、手动控制、参数控制、信号监控和加工记录。(6)利用WinForm完成了母线排加工CAD/CAM/CNC系统的开发,并通过行业应用验证了系统的可靠性和有效性。

关键词：母线排特征建模自动编程三维仿真 CAD/CAM/CNC

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励磁系统母线排与隔离开关的动热稳定性分析

励磁系统母线排与隔离开关的动热稳定性分析

作者：李博哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

励磁系统是同步发电机的重要组成部分,对提高电力系统并联机组的稳定性具有较大的作用。在励磁系统中,母线排和隔离开关是最基本的两类器件,直接影响系统的可靠性。为了确保同步发电机工作的可靠运行,励磁系统需要在装配前进行特定的短... 详细信息

励磁系统是同步发电机的重要组成部分,对提高电力系统并联机组的稳定性具有较大的作用。在励磁系统中,母线排和隔离开关是最基本的两类器件,直接影响系统的可靠性。为了确保同步发电机工作的可靠运行,励磁系统需要在装配前进行特定的短路试验。在该试验中,由于短时的大电流流经励磁系统中的各个电流承载器件,而对这些器件产生发热、分断电动力等诸多不利影响,因此对器件的动稳定性和热稳定性提出了较高的要求。为了确定某励磁系统中母线排与隔离开关在短路试验条件下能否可靠工作,需要以母线排和隔离开关为对象对其动稳定性以及热稳定性展开研究和分析。针对动稳定分析的问题,基于有限元方法,在励磁系统短路实验条件下,对母线排及隔离开关进行分析,得到动稳定性仿真分析数据;使用解析计算方法,对母线排及隔离开关进行动稳定性分析;对比有限元仿真结果,对解析计算模型进行修正,使其达到工程计算的精度要求,并推导和归纳出适合于现场工程计算的母线排和隔离开关动稳定性解析计算模型。针对热稳定性分析的问题,建立三维有限元模型,对母线排及隔离开关的热稳定性进行分析,得到稳态和瞬态的温度分布及关键点温度数据;使用解析法计算短路电流下隔离开关的瞬态温升,使用热网络法,对隔离开关进行热件划分,合成热网络模型,计算其稳态条件下的端部温度和最高温度;对比仿真结果,修正热网络模型,得到满足工程精度要求的热网络计算模型。本文采用有限元方法和解析法对母线排及隔离开关进行动稳定和热稳定性仿真分析,解决了某型号励磁系统短路试验中此类器件动稳定性及热稳定性分析的问题,提高了针对母线排及隔离开关的分析水平,并在开关器件热网络建模方面做出了一定的研究,对励磁系统短路试验可靠性分析及工程应用有着重要的意义。

关键词：母线排隔离开关动稳定性热稳定性热网络法

铜铝复合母线排的电学性能及界面稳定性的研究

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铜铝复合母线排的电学性能及界面稳定性的研究

作者：贾真沈阳工业大学

学位级别：硕士

采用轧制复合技术生产的铜—铝复合板，不仅具有结合面过渡电阻和热阻抗低，还具有耐蚀、延展性和成形性好等综合性能，是母线排的材料制备的重要发展方向。但是，铜铝双金属冷轧复合技术的实际生产还存在轧制复合工艺和后续热处理工艺... 详细信息

采用轧制复合技术生产的铜—铝复合板，不仅具有结合面过渡电阻和热阻抗低，还具有耐蚀、延展性和成形性好等综合性能，是母线排的材料制备的重要发展方向。但是，铜铝双金属冷轧复合技术的实际生产还存在轧制复合工艺和后续热处理工艺参数的确定，以及工艺参数对复合板界面状态，界面稳定性，导电性等方面性能的影响研究不够等问题。为此，本文利用ANSYS软件模拟分析了铜铝复合板的导电性能及加载电压频率、铜铝复合板厚度、铜铝复合板宽度、铜层厚度以及复合板型对铜铝复合板导电性的影响;并研究了热处理温度及保温时间对铜铝复合板界面形貌、扩散层以及界面撕裂的影响，分析了复合板界面热疲劳性能。结果表明：相同条件的铜铝复合板加载电压频率由50Hz增加到1000Hz时，其总电流密度大幅下降，复合板的阻抗显著增加;随着铜层厚度、复合板厚度和复合板宽度的增加，铜铝复合板上总的电流密度均逐渐增加，复合板的阻抗逐渐减小，通过模拟获得的铜与铝的最佳厚度比为0.2;铜铝复合板的外形对铜铝复合板的导电性有很大影响，四面覆铜的直角边铜铝复合板相对于圆边复合板加载相同电压时，电流密度分布较规则，但电流集中程度要低;相同规格的铜铝复合板的导电性略低于纯铜母线，但明显优于纯铝母线排，可实现相同规格母线排的替代。在热处理过程中，由于Cu、Al原子逐渐穿越界面发生远程扩散，Cu／Al界面的界线越来越模糊，在界面附近形成一定深度的扩散过渡区域，扩散层厚度也随着热处理温度和时间的增加而增加;随着热处理温度的增加，复合板撕裂界面由类韧窝状逐渐转变为类河流状最后转变为花芯状，界面撕裂也由韧性撕裂逐渐转变为脆性撕裂;轧制铜铝复合板在有应力和无应力状态下进行热疲劳实验后，复合界面保持良好的结合状态，表明复合板界面层具有良好的热稳定性。

关键词：铜铝复合板母线排导电性热处理

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母线排的低电感优化设计和案例分析

上海大中型电机 2023年第1期 23-26,37页

作者：仲华上海电气富士电机电气技术有限公司上海201199

通过优化母线排的外形尺寸,降低了直流母线排的电感值,有效减小了绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)关断时的冲击电流,提升了产品的可靠性。并通过电气浪涌试验验证了母线排外形尺寸对杂散电感的影响。

关键词： IGBT 母线排变频器

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风电机组动力电缆与母线排的应用对比分析

电气技术 2012年第1期13卷 75-79页

作者：杨东王东刘广东赵双喜申晓东保定天威风电科技有限公司河北保定071051

风力发电机组动力电流的传输,一般采用动力电缆来完成;随着发电机组的容量越来越大,电流等级也越来越大,动力电缆的许多缺点凸显出来。近期以来,一些整机厂商开始采用母线来代替动力电缆。但是,对于不同容量的机组,选用哪种方式较好,一... 详细信息

风力发电机组动力电流的传输,一般采用动力电缆来完成;随着发电机组的容量越来越大,电流等级也越来越大,动力电缆的许多缺点凸显出来。近期以来,一些整机厂商开始采用母线来代替动力电缆。但是,对于不同容量的机组,选用哪种方式较好,一直以来没有一个确定的结论,本文就动力电缆和母线的选择方面做出一个全面的分析。

关键词：电缆母线排动力电流

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浅析风力发电机组电缆与母线排性能比较

风力发电 2014年第5期21卷 63-66页

作者：李锦华江苏龙源风力发电有限公司南通226001

随着风电机组单机容量不断增大，电流等级也随之增大。风电机组发电机出口电流一般通过动力电缆来实现传输，但动力电缆的许多缺点凸显。目前部分风电机组采用母线排取代动力电缆。到底何种方式较好，本文从使用特点、物理性能及经济性... 详细信息

随着风电机组单机容量不断增大，电流等级也随之增大。风电机组发电机出口电流一般通过动力电缆来实现传输，但动力电缆的许多缺点凸显。目前部分风电机组采用母线排取代动力电缆。到底何种方式较好，本文从使用特点、物理性能及经济性做出一个全面分析。

关键词：风力发电机电缆母线排

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基于解析法的母线排动稳定性分析

电气自动化 2013年第5期35卷 58-60页

作者：王稚惠郑艳明由佳欣梁慧敏哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150040 哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001

母线排的动稳定性指标对于电力系统的稳定运行有着重要的意义,基于解析法的母线排动稳定性分析方法有着参数显示表达、计算速度快的特点;首先研究单对母线排在直流和交流条件下的电动力解析计算公式;在此基础上,研究多对母线排之间电动... 详细信息

母线排的动稳定性指标对于电力系统的稳定运行有着重要的意义,基于解析法的母线排动稳定性分析方法有着参数显示表达、计算速度快的特点;首先研究单对母线排在直流和交流条件下的电动力解析计算公式;在此基础上,研究多对母线排之间电动力的解析计算方法,进而分析其动稳定性。以某型号励磁系统中母线排为例,使用推导的解析计算公式分析其动稳定性;建立有限元模型进行验证,将解析计算结果和有限元仿真数据进行对比,证明了此方法的有效性,对于工程现场快速分析与定性设计计算具有实用价值。

关键词：母线排动稳定性解析法电动力励磁系统有限元

电炉中大电流供电母线排的几何形状及排列方法的合理选择

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电炉 1973年第4期 7-10页

作者：陈家榕福建仙游度峰糖厂

在大中型电炉短冈母线排中普遍采用长方形截面排作交错并列摆列,如图一。这种摆列法具有电气性能好,造价低、材料制造简单、施工方便等优点,目前中小型电炉母线排也颇多采用,但这种摆列法还存在着一定缺陷,主要的有: 1、由于感抗作用使... 详细信息

在大中型电炉短冈母线排中普遍采用长方形截面排作交错并列摆列,如图一。这种摆列法具有电气性能好,造价低、材料制造简单、施工方便等优点,目前中小型电炉母线排也颇多采用,但这种摆列法还存在着一定缺陷,主要的有: 1、由于感抗作用使中间母线与外边母线的电流分配产生严重的不平衡,母线排条数越多,不平衡程度也越大,中间的母线在冷却条件最差的情况下,却承担最大的负荷。图一示六条母线排的电流分配情况,计算和实践证明母线C、d承担全电流的40％,其分仅占60％,

关键词：母线排电流几何形状导体电炉工业炉窑

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储能系统用母线排电场及静力学仿真分析

电气技术 2022年第3期23卷 63-69页

作者：杨钊董瑞王莉张玉荣李亮亮西安西电高压开关有限责任公司西安710018

储能集装箱内的母线排主要用于电池模块的充放电作业,充放电过程中的电压和电流往往较大,若母线排的空间布置不合理,很有可能由于绝缘距离不够而造成对地击穿;或者因为结构强度设计不合理,在运输、充放电过程中产生结构变形或破坏,影响... 详细信息

储能集装箱内的母线排主要用于电池模块的充放电作业,充放电过程中的电压和电流往往较大,若母线排的空间布置不合理,很有可能由于绝缘距离不够而造成对地击穿;或者因为结构强度设计不合理,在运输、充放电过程中产生结构变形或破坏,影响储能集装箱的运行可靠性。本文以储能集装箱内母线排为例,介绍母线排的主要结构与工作情况,并使用有限元分析软件Ansys Mechanical APDL对母线排在充放电时的电场分布进行分析。为了验证母线排结构强度是否满足使用要求,使用Ansys Workbench对母线排在运输、作业、共振等工况下的受力情况进行分析,结果验证了此种储能集装箱母线排结构的合理性,可为同类电气零部件设计提供参考。

关键词：母线排电场强度屈服强度