母線板的案例
ANSYS workbench母線板電熱耦合分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)母線板的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)線性電熱耦合分析步的建立
3、學(xué)習(xí)母線板電熱耦合分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)母線板電熱耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 母線板電熱耦合分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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模擬各類對(duì)流傳熱問(wèn)題的方法
簡(jiǎn)單的開(kāi)始:傳熱系數(shù)
我們先來(lái)看一個(gè)母線板焦耳熱模型，如下圖所示。這是 COMSOL Multiphysics軟件中的一個(gè)入門(mén)案例，如果你還沒(méi)有模擬過(guò)這個(gè)示例，我們建議您通過(guò)
COMSOL Multiphysics 產(chǎn)品簡(jiǎn)介
，來(lái)學(xué)習(xí)如何建立這個(gè)模型。
流經(jīng)金屬母線板的電流(箭頭圖)產(chǎn)生電阻熱，致使母線板溫度升高(彩色表面圖)。
在這個(gè)示例中，我們模擬了流經(jīng)母線的電流。電流會(huì)產(chǎn)生電阻熱，進(jìn)而導(dǎo)致母線板溫度升高。假設(shè)熱量只傳遞到周?chē)目諝庵校雎酝ㄟ^(guò)螺栓的熱傳導(dǎo)和熱輻射。該示例最初還假設(shè)沒(méi)有任何強(qiáng)制空氣流過(guò)母線板。因此，熱量是通過(guò)自然對(duì)流傳遞到空氣中的。
隨著零件中的熱量傳遞到空氣中，周?chē)目諝忾_(kāi)始變熱。隨著空氣越來(lái)越熱，其密度降低，從而導(dǎo)致熱空氣升至周?chē)^冷的空氣上方。這些自然對(duì)流氣流使零件到周?chē)諝獾臒醾鬟f速率增加，氣流取決于溫度變化、零件及其周?chē)h(huán)境的幾何形狀。當(dāng)然，對(duì)流也可以發(fā)生在任何其他氣體或液體中，例如水或變壓器油，但這篇文章我們將主要討論空氣中的對(duì)流。
首先，我們可以將周?chē)目沼蚍譃閮深悾簝?nèi)部或外部。內(nèi)部是指零件周?chē)幸粋€(gè)有限大小的空腔（例如電氣接線盒），空氣被合理地控制在其中，盡管它可能有已知的進(jìn)氣口和通向外部空間的出氣口。然后，我們假設(shè)空腔外部以及進(jìn)氣口和出氣口處的熱邊界條件是已知的；另一方面，外部意味著物體被無(wú)限大體積的空氣所包圍。最后，我們假設(shè)遠(yuǎn)離物體的空氣溫度是一個(gè)已知的恒定值。
恒定傳熱系數(shù)的設(shè)置。
文章開(kāi)始的母線板示例中假設(shè)自然對(duì)流傳遞到外部空氣空間。這是使用以下熱流邊界條件建模的:
其中，外部空氣溫度為 Text= 25℃ ， 是傳熱系數(shù)。
展開(kāi) AnsysWB匯流排電-熱耦合仿真 ￥10
用于仿真的幾何形狀包含一個(gè)單元的耦合組件，以及一段連接到電源的
槽間母線板。它由陽(yáng)極頂部和四個(gè)中心柱組成，柱上固定著銅棒和銅條。
施加直流電流及溫度，以及對(duì)流散熱等邊界條件。
高壓開(kāi)關(guān)柜KYN28A-12是什么結(jié)構(gòu)？各個(gè)字母數(shù)字又代表什么意思？
斷路器手車(chē)與活門(mén)聯(lián)鎖示意
母線室：KYN28-12 開(kāi)關(guān)柜母線室主要由左右后側(cè)板、母線室下隔板、母線室后封板、穿墻套管安裝板、母線室前隔板及帶活門(mén)的插頭板形成的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部隔離，其中母線室高 1088mm，前后深 632mm。當(dāng)母線發(fā)生故障燃弧時(shí)，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部隔板也能保證接近斷器室和電纜室內(nèi)人員的安全。
KYN28 母線室示意
所有主母排和分支母線均用套管覆蓋，母線連接處均裝有絕緣性能好的絕緣罩。主母線從一個(gè)開(kāi)關(guān)柜引至相鄰的另一個(gè)開(kāi)關(guān)柜，通過(guò)分支母線和套管固定。根據(jù)電流大小還需在母線室內(nèi)加絕緣子支撐主母排：當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)最大電流為 2000A 時(shí)，大電流進(jìn)線柜或母聯(lián)柜需在母線室加絕緣子支撐主母線，當(dāng)電流在 2500A～3150A 時(shí)，該排列的所有開(kāi)關(guān)柜主母線均需加絕緣子支撐。
矩形的分支母線直接用螺栓聯(lián)接到主母線上，不需任何聯(lián)接夾。考慮消除閉合磁回路產(chǎn)生的渦流的影響，采用將穿墻套管和觸頭盒安裝板的三相開(kāi)孔連通，并加裝鋁合金板或不銹鋼板作為襯板，阻斷其磁回路，達(dá)到消除渦流的目的。套管安裝板和套管鋁板將柜與柜之間的母線隔離起來(lái)，并有支撐作用。
電纜室：電纜室高 1106mm，前后深 814mm(從開(kāi)關(guān)柜底板到母線室下隔板底部)，根據(jù)運(yùn)行要求可安裝電流互感器、快速接地開(kāi)關(guān)、電壓互感器、避雷器、零序電流互感器等元器件，當(dāng)電纜室門(mén)打開(kāi)后，有足夠的空間供施工人員進(jìn)入柜內(nèi)安裝電纜（最多可并接 6 根單芯電纜）。
蓋在電纜入口處的電纜孔底板可選用非導(dǎo)磁的不銹鋼板或鋁板(三芯電纜也可選用鍍鋅板或敷鋁鋅板)，是開(kāi)縫的，可拆卸的，便于現(xiàn)場(chǎng)施工。底板中穿越一、二次電纜的變徑密封圈開(kāi)孔應(yīng)與所裝電纜相適應(yīng)，以防小動(dòng)物進(jìn)入。對(duì)于濕度較大的電纜溝，建議用防火泥、環(huán)氧樹(shù)脂將開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行密封。
展開(kāi) 
一期一會(huì) | 什么是電母線？
電氣母線/電母線（electric busbar，也寫(xiě)為bus bar）是一種金屬棒、帶、管或桿，能以安全的方式將電流從一個(gè)地方傳導(dǎo)到另一個(gè)地方，并最大限度地降低能量損耗。在大電流配電、高壓設(shè)備和低壓電池應(yīng)用中，它們通常用于代替電線或電纜。大多數(shù)母線配置都不是絕緣的，以改善對(duì)流冷卻，并方便實(shí)現(xiàn)新的連接。由于大多數(shù)母線使用較高壓三相電源，因此許多電氣母線系統(tǒng)包含三個(gè)獨(dú)立的導(dǎo)體，旨在安全高效地協(xié)同工作。
為電力應(yīng)用設(shè)計(jì)母線的工程師必須在空間、成本、安全性、電阻、電容和電感（分支間或附近導(dǎo)電材料之間）、安裝選項(xiàng)和冷卻之間取得平衡。這些通常相互沖突的要求，使得電氣、磁性、熱和結(jié)構(gòu)仿真對(duì)于設(shè)計(jì)過(guò)程至關(guān)重要。
電氣母線的常見(jiàn)用途
工程師將母線應(yīng)用于電氣系統(tǒng)中，因?yàn)榕c電線或電纜相比，母線具有設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)。一些最常見(jiàn)的應(yīng)用包括：
電力開(kāi)關(guān)設(shè)備
開(kāi)關(guān)設(shè)備在電力系統(tǒng)中用作開(kāi)關(guān)、熔斷器和斷路器，用于保護(hù)、控制和電氣隔離電氣設(shè)備，通常在發(fā)電設(shè)施或變電站使用。母線連接變壓器、熔斷器和工業(yè)機(jī)械等組件，還可以在設(shè)備內(nèi)部分配功率。
母線槽或母線槽系統(tǒng)
母線槽是包含母線或電纜的長(zhǎng)形外殼，用作從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的電源連接器。母線槽系統(tǒng)由包含母線的金屬管道或鑄造樹(shù)脂結(jié)構(gòu)組成。在電力公用事業(yè)應(yīng)用中，它們通常由嵌入混凝土中的管道構(gòu)成。
配電板
配電板用于建筑物中的電力分配，將輸入電源饋線分成單獨(dú)的電路。配電板可垂直或水平放置，電路通過(guò)分接頭連接。該系統(tǒng)會(huì)被放置在接地機(jī)柜中或較高處。
電池配電
母線是電動(dòng)汽車(chē)和電力存儲(chǔ)應(yīng)用中連接電池組的首選方式，因?yàn)槠渚哂袆傂院捅缀谓Y(jié)構(gòu)。
展開(kāi) 開(kāi)關(guān)柜常見(jiàn)故障處理
（4）用直流電橋測(cè)試動(dòng)靜觸頭間和母線與刀閘連接板之間的接觸電阻值應(yīng)符合規(guī)定。單個(gè)接頭之間≯200Q
（5）按制造廠的技術(shù)參數(shù)復(fù)測(cè)開(kāi)關(guān)備用行程張開(kāi)角度應(yīng)重新調(diào)整
（6）隔離開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)檢章,聯(lián)鎖是否正常。
12、真空斷路器的常見(jiàn)故障
（1）失去真空度,喪失滅弧能力。
（2）開(kāi)關(guān)的觸頭磨損嚴(yán)重通過(guò)倒桿的長(zhǎng)度可以觀察出來(lái)。
（3）導(dǎo)電帶接觸不良,螺栓松動(dòng),回路接觸電阻過(guò)大。
（4）返回彈簧松。
（5）各部分的軸銷(xiāo)易脫落。
開(kāi)關(guān)柜常見(jiàn)故障處理
(6)手車(chē)內(nèi)的控制電路板內(nèi)故障。
7)手車(chē)內(nèi)輔助接點(diǎn)以及行程開(kāi)關(guān)接觸不良或者未到位。
(8)合閘或者分閘線圈短路或者斷線。
9)機(jī)械回路故障彈簧、齒輪、軸銷(xiāo)等。
KYN28型開(kāi)關(guān)柜合不上閘的檢查處理：
（1）沒(méi)有控制電源顯示控制回路斷線檢査控制回路電源開(kāi)關(guān)是否在合如在合位用萬(wàn)用表檢查電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)是否均有電如沒(méi)有應(yīng)查二次線。
（2）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接觸不良，檢查開(kāi)關(guān)的接線情況和關(guān)內(nèi)部觸點(diǎn),短接合閘接點(diǎn)和分閘的接點(diǎn)確是否是接點(diǎn)接觸不良。
（3）彈簣未儲(chǔ)能儲(chǔ)能指示燈滅，檢查儲(chǔ)能電源開(kāi)關(guān)是否合手車(chē)沒(méi)搖到位置手車(chē)位置指示燈滅用操作把手調(diào)整手車(chē)位置至終了位置檢查位置指示燈亮。
（4）航空插頭接觸不良應(yīng)首先檢查插頭的針式接線柱是否良好,有無(wú)松動(dòng)脫落現(xiàn)象,如有應(yīng)該予以焊接如果焊接良好無(wú)松動(dòng)應(yīng)該插拔幾次固定好后再合閘。
（5）手車(chē)內(nèi)的控制電路板內(nèi)故障，電路板內(nèi)有四個(gè)回路的熔斷器,分別為合閘、分閘儲(chǔ)能、閉鎖回路。容量分別為5A和2A檢查熔斷器是否熔斷接觸器是否燒損電路板的接線有無(wú)松動(dòng)短路線是否正確等。
（6）手車(chē)內(nèi)輔助接點(diǎn)以及行程開(kāi)關(guān)接觸不良或者未到位打開(kāi)手車(chē)面板手動(dòng)檢查各觸點(diǎn)接觸情況和觸點(diǎn)的接線是否良好如接觸不良可考慮更換接點(diǎn)接線或者調(diào)整行程開(kāi)關(guān)的接觸位置。
（7）合閘線圈、分閘線圈短路或者斷線，將線圈接頭拔下,測(cè)量線圈電阻。
（8）機(jī)械回路故障彈簧、齒輪、軸銷(xiāo)等。檢查軸銷(xiāo)有無(wú)缺失,傳動(dòng)軸是否偏移脫落,彈簧是否拉力是否正常齒輪的嚙合錯(cuò)位。
四、開(kāi)關(guān)分不開(kāi)的原因及處理
（1）控制熔斷器熔斷。更換。
（2）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)6-7接點(diǎn)接觸不良。拆下檢修或者更換。
（3）機(jī)構(gòu)里輔助開(kāi)關(guān)接觸不良,或者燒壞。打開(kāi)機(jī)構(gòu)調(diào)蜂拉桿長(zhǎng)度或者用砂布處理觸點(diǎn)燒痕。
（4）檢查分閘線圈是否斷線,更換時(shí)要考慮電源電壓并聯(lián)關(guān)系。
展開(kāi) 開(kāi)關(guān)柜常見(jiàn)有哪些故障，如何處理這些故障？
（4）用直流電橋測(cè)試動(dòng)靜觸頭間和母線與刀閘連接板之間的接觸電阻值應(yīng)符合規(guī)定。單個(gè)接頭之間≯200Q
（5）按制造廠的技術(shù)參數(shù)復(fù)測(cè)開(kāi)關(guān)備用行程張開(kāi)角度應(yīng)重新調(diào)整
（6）隔離開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)檢章,聯(lián)鎖是否正常。
十二、真空斷路器的常見(jiàn)故障
（1）失去真空度,喪失滅弧能力。
（2）開(kāi)關(guān)的觸頭磨損嚴(yán)重通過(guò)倒桿的長(zhǎng)度可以觀察出來(lái)。
（3）導(dǎo)電帶接觸不良,螺栓松動(dòng),回路接觸電阻過(guò)大。
（4）返回彈簧松。樹(shù)上鳥(niǎo)教育電氣設(shè)計(jì)培訓(xùn)
（5）各部分的軸銷(xiāo)易脫落。
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
Ξ
視頻號(hào)Vol.87
震撼！這，就是中國(guó)特高壓！
展開(kāi) 從IGBT到SiC，特斯拉汽車(chē)功率器件的變遷
在直流輸入側(cè)另有三塊小三角形PCB，這是每相的驅(qū)動(dòng)PCB板。
LDU采用與PEM相同的，TO247封裝的IKW75N60T，但是用量較多，每個(gè)開(kāi)關(guān)為16 個(gè)IGBT單管并聯(lián)，共用了84片IGBT。雖然LDU中IGBT仍然需要折彎管腳，但是其與母線銅排和功率PCB板的連接方式大大優(yōu)化，所用功率PCB板面積減少不少。也因?yàn)槿绱耍總€(gè)半橋部分中有一半IGBT（中間兩排）可以用母線銅排固定，而另外一半（外側(cè)兩排）需要用兩個(gè)一組的夾具固定。
關(guān)于LDU中逆變器的設(shè)計(jì)，筆者仍有幾個(gè)問(wèn)題尚待理清。一是為什么特斯拉繼續(xù)使用電流較小的IKW75N60T，而不使用更新、電流更大的AUIRGPS4067D1？二是LDU有綠色PCB和紅色PCB兩個(gè)版本，兩者間是否有差異？
（上）剛拆開(kāi)逆變器外殼的LDU
（中）逆變器細(xì)節(jié)圖，分別從直流側(cè)和交流側(cè)拍攝
（下）半橋部分的細(xì)節(jié)圖，可以看到每排有8個(gè)IGBT單管，另有8個(gè)x 2排IGBT單管藏在母線銅排和長(zhǎng)條形的功率PCB板下
（來(lái)源：Damien Maguire，Turbo Electric）
SDU同樣在逆變器中采用了立體結(jié)構(gòu)，但是設(shè)計(jì)方式與PEM和LDU相比又有很大區(qū)別，使得整體構(gòu)造更為緊湊，功率密度分別達(dá)到30kW/L和33.3kW/kg。
Model S/X SDU的照片和爆炸圖
（來(lái)源：Babak Fahimi UT Dallas）
首先，IGBT單管選用AUIRGPS4067D1，6片并聯(lián)，總用量36片。雖然單片IGBT成本增加，但是因?yàn)橛昧繙p少，總成本較低。不過(guò)根據(jù)與特斯拉工程師的交流，并聯(lián)IGBT的數(shù)目小，對(duì)芯片一致性的要求更高，實(shí)際設(shè)計(jì)難度增加。
展開(kāi) 弱電工程機(jī)房設(shè)備驗(yàn)收規(guī)范要求，包含六個(gè)部分！
第三部分 電源設(shè)備工程驗(yàn)收規(guī)范
（一） 施工單位應(yīng)提交下列圖紙及記錄：
1、配電屏及整流域變換設(shè)備：
1）、工程竣工圖；
2）、設(shè)備檢視記錄；
3）、布線及零附件絕緣檢查記錄；
4）、通電實(shí)驗(yàn)記錄；
2、蓄電池：
1）、工程竣工圖；
2）、蓄電池檢測(cè)記錄圖；
3）、蓄電池容量實(shí)驗(yàn)記錄表；
3、柴油發(fā)電機(jī)組：
1）、工程竣工圖；
2）、設(shè)備檢測(cè)記錄圖；
3）、電機(jī)絕緣檢查記錄；
4）、油機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)記錄；
4、饋電母線：
1）、工程竣工圖；
2）、母線壓降測(cè)試記錄；
5、敷設(shè)電源線：
1）、電源線壓降測(cè)試記錄；
2）、電源線絕緣檢查記錄；
6、接地裝置；
1）、工程竣工圖；
2）、接地電阻測(cè)試記錄；
（二）、竣工驗(yàn)收時(shí)應(yīng)檢查下列項(xiàng)目，但由建設(shè)單位代表隨工檢驗(yàn)并簽證的項(xiàng)目交工時(shí)不再重復(fù)檢驗(yàn)，如有必要，可再?gòu)?fù)驗(yàn)。
1、配電屏及整流域變換設(shè)備：
1）、安裝位置、垂直、水平及牢固程度；
2）、機(jī)身、零件及布線；
3）、外部接線；
4）、通電試驗(yàn)；
2、蓄電池：
1）、電池的排列位置及水平度；
2）、極板、母線的連接質(zhì)量；
3）、電池的電壓；
3、柴油發(fā)電機(jī)組：
1）、設(shè)備的安裝的牢靠程度；
2）、絕緣的檢查；
3）、油機(jī)外接線；
4）、油機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)。
4、饋電母線：
1）、母線的用料規(guī)格；
2）、母線的安裝路由、水平及垂直；
3）、母線做彎的情況；
4）、母線接頭及安裝牢靠性；
5）、母線的刷漆的質(zhì)量；
6）、測(cè)試母線電壓降。
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