هيكل الخزانة وخصائص العملية لمعدات التوزيع ذات الجهد المنخفض
I. مقدمة
تشكل هيكلية الخزانة الأساس الأساسي للمعدات الكهربائية ذات الجهد المنخفض، مما يجعل تقنية تصنيع الخزانات أساس كل الأسس. كغلاف هيكلي، يجب أن تلبي الخزانة ليس فقط متطلبات التكامل الوظيفي للوحدات الكهربائية المختلفة (مثل الأنواع القياسية، والتركيبات المعيارية، وتوزيع الوظائف)، بل يجب أيضًا أن تلبي المتطلبات الذاتية للخزانة (مثل القوة، والموثوقية، والمظهر الجذاب، وسهولة التعديل). نظرًا لاختلاف متطلبات الهيكلية والتكنولوجيا بين المنتجين المختلفين، لا يمكن توحيد عمليات التصنيع بشكل صارم. ومع ذلك، هناك بعض الخصائص التكنولوجية الشائعة والأهم في إنتاج الخزانات. يتم تقديم هذه الخصائص الرئيسية بشكل موجز أدناه بالاقتران مع اختيار الهيكلية للخزانة.
II. هيكلية الخزانة والخصائص التكنولوجية
يمكن تمييز هيكلية الخزانات وعمليات التصنيع بشكل عام من خلال شكل الهيكلية، وطرق الربط، واختيار المواد.
1. تصنيف حسب شكل الهيكلية
(1) النوع الثابت:
يضمن هذا التصميم تثبيت كل مكون كهربائي بوثوقية في موقعه المحدد داخل الخزانة. تكون أشكال الخزانات عادة على شكل متوازي مستطيلات (مثل اللوحة أو الصندوق)، ولكن يمكن استخدام الأشكال المتوازية (مثل نوع الكونسول). يمكن ترتيب هذه الخزانات كوحدات فردية أو في صفوف.
لضمان الدقة البعدية والهندسية، يتم تجميع المكونات عادةً بشكل متدرج - عادةً عن طريق تشكيل جانبيين أولًا أو الأقسام اليسرى واليمنى، ثم تجميعها في الخزانة الكاملة، أو عن طريق تلبية المتطلبات البعدية الخارجية أولاً ثم ربط المكونات الداخلية بشكل متسلسل. يجب أن يكون طول الأجزاء التي تشكل حواف الخزانة دقيقًا تمامًا (مع الأخذ في الاعتبار القيم السالبة للتباين) لضمان الأبعاد الهندسية الكلية والمظهر الخارجي. بالنسبة للجانبين، يجب ألا يحدث أي تضخم في الوسط لضمان التوافق المناسب أثناء الترتيب.
من منظور التركيب، يجب ألا يظهر أي انحناء في السطح الأساسي. أثناء التسوية والتركيب، تعتبر الأساس المستوية ضرورية، ولكن الأساس نفسه والخزانة لديهما تباينات ذاتية. أثناء التسوية، يجب تقليل الانحرافات الجانبية وعدم السماح بتراكمها، حيث يمكن أن يؤدي التراكم إلى تشوه الخزانة، يؤثر على اتصالات الحافلة، يؤدي إلى تركيب المكونات بطريقة غير متساوية، يخلق تركز الضغوط، وحتى يقصر عمر المعدات الكهربائية. لذلك، أثناء التسوية، يجب استخدام النقطة العليا للأساس كمرجع، ويجب تسوية الوحدات اللاحقة وتوسيعها تدريجيًا. عندما يكون الأساس المستوي مثاليًا ومتوقعًا، يمكن أيضًا استخدام التوسع من المركز نحو الخارج لتوزيع الأخطاء المتراكمة بشكل متساوٍ.
لتسهيل التعديل وتخفيف تراكم التباينات، يتم تحديد تباينات عرض الخزانة عادةً كقيم سالبة. بعد تجميع جميع مكونات الخزانة، قد يكون التشكيل ضروريًا لتحقيق الأبعاد والمتطلبات الهندسية. بالنسبة لإنتاج الخزانات القياسية أو ذات الكميات الكبيرة، يجب النظر في استخدام القوالب والأدوات المناسبة لضمان التساوي الهيكلي. يجب أن يكون السطح المرجعي للقالب هو قاعدة الخزانة، ويجب ترتيب القطع الفاصلة داخل القالب بحيث تكون سهلة الوصول والاستخدام. الأبواب الخارجية وأجزاء مشابهة أخرى، والتي تكون عرضة للتشوه أثناء النقل والتركيب، يتم تعديلها بشكل موحد أثناء التركيب النهائي.
(2) القابل للسحب (نوع الرف):
يتكون المعدات الكهربائية القابلة للسحب من الجسم الثابت للخزانة والوحدة القابلة للإزالة التي تحتوي على المكونات الكهربائية الرئيسية مثل قاطع الدائرة. يجب أن تكون الوحدة القابلة للإزالة سهلة التعامل أثناء الإدخال والسحب، ومثبتة بشكل موثوق عند التركيب، وقابلة للتبديل مع الوحدات الأخرى من نفس النوع والمواصفات. الجزء الخاص بالخزانة في المعدات الكهربائية القابلة للسحب يتم تصنيعه بشكل مماثل للخزانات الثابتة. ومع ذلك، بسبب متطلبات التبديل، يجب أن تكون الخزانة أكثر دقة، ويجب أن تسمح الأجزاء الهيكلية ذات الصلة بتعديل كافٍ.
تتميز خصائص تصنيع المعدات الكهربائية القابلة للسحب ذات الجهد المنخفض بما يلي: (1) يجب أن تشارك الأجزاء الثابتة والمتحركة في نفس المرجع؛ (2) يجب ضبط المكونات ذات الصلة إلى المواقع المثلى باستخدام أدوات قياسية مخصصة، بما في ذلك الأطر القياسية للخزانة والأدراج القياسية؛ (3) يجب ألا تتجاوز الأبعاد الحرجة التباينات المسموح بها؛ (4) يجب أن يكون التبديل بين أنواع الأدراج المتطابقة والمواصفات موثوقًا.
2. تصنيف حسب طريقة الربط
(1) البناء الملحوم:
من مزاياه سهولة المعالجة، والقوة العالية، والموثوقية. من عيوبه التباينات الكبيرة، والعرضة للتشوه، والصعوبة في التعديل، والمظهر غير الجذاب، وعدم القدرة على الطلاء المسبق للقطع. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب أدوات اللحام متطلبات خاصة:
الصلابة العالية، وعدم التأثر بتشوه القطع;
أكبر قليلاً من أبعاد القطع الاسمية لتعويض الانكماش بعد اللحام;
سطح مستوٍ وبسيط وسهل التشغيل، مع تقليل الآليات الدوارة لمنع التلف;
يجب اختيار الدعامات بعناية لمنع تآكل اللحام والسماح بالتفتيش والتعديل، مع إضافة بطانات مضادة للتآكل عند الحاجة.
يحدث التشوه أثناء اللحام بسبب التمدد الحراري للجزيئات في منطقة اللحام، مما يتسبب في نزوح مجهري أثناء التبريد يؤدي إلى وجود ضغوط متبقية. لتجنب التشوه، يجب النظر في عمليات التشكيل. من بين الطرق الشائعة:
تنبؤ مدى التشوه عبر الاختبار وإعادة تشكيل القطعة في الاتجاه المعاكس قبل اللحام;
تصحيح التعديل الزائد بعد اللحام;
الطرق أو الضغط على المناطق المتعاقدة لتعادل الضغوط;
تسخين المناطق المتفحمة بعد اللحام لتحقيق الانكماش الموحد;
إجراء المعالجة الحرارية الشاملة عند الحاجة.
بالإضافة إلى ذلك، اختيار نقطة اللحام، واتجاه خط اللحام، وتسلسل اللحام، وموضع اللحام النقطي، كلها تؤثر على التشوه بعد اللحام. يمكن تقليل التشوه من خلال التعامل الصحيح، لكن هذا يعتمد على الظروف الخاصة.
(2) الربط بواسطة المثبتات:
من مزاياه ملاءمة القطع المطلية مسبقًا، وسهولة التعديل والتشطيب الجمالي، والتصميم المعياري للمكونات، والمخزون قبل الإنتاج، والتباينات البعدية الصغيرة في الإطار. من عيوبه القوة الأقل مقارنة باللحام، والمتطلبات الأعلى للدقة للمكونات، والتكلفة الأعلى للتصنيع. المثبتات عادة ما تكون أجزاء قياسية، بما في ذلك البراغي العادية، والمكسرات، والبراغي العمياء، والمكسرات القابلة للضبط، والمكسرات المركبة مسبقًا، والبراغي ذات التثبيت الذاتي. هناك أيضًا مثبتات خاصة الغرض (مثل تلك المستخدمة في العديد من الخزانات الكهربائية ذات الجهد المنخفض المستوردة).
الخصائص التكنولوجية: يتم استخدام القوالب للتشكيل، والأدوات للتحديد. يمكن استخدام غسالات الضغط حسب الحاجة. عادة ما يتطلب التثبيت المسبق التنقيط، ويجب مراعاة حماية الطلاء على القطع المطلية مسبقًا. بالنسبة للمكونات المصنعة باستخدام مراكز التحكم العددية CNC أو المعدات المخصصة، إذا كانت أقطار ثقوب الاتصال تحتفظ بمساحة صغيرة مع قطر المثبتات، يمكن إكمال التجميع دون القوالب في خطوة واحدة. بالنسبة للمكونات التوجيهية والتحديد، يجب أولاً تحديد الموضع باستخدام أدوات القياس المخصصة، ثم التفتيش باستخدام الأدوات القياسية.
(3) الربط المختلط (اللحام والتثبيت):
هذا الأسلوب يجمع بين مزايا الطريقتين أعلاه. يتم استخدام اللحام عادة في نقاط الربط للخزانة، بينما يتم استخدام المثبتات في الأقسام المتغيرة أو القابلة للتعديل. الخزانات الكبيرة صعبة الطلاء بعد اللحام، لذا يتم غالباً طلاء السطوح. بالنسبة للخزانات الخارجية المصنوعة من مواد مطلية مسبقًا تتطلب اللحام، يمكن معالجة المناطق الملحومة بالرش الحراري للمعادن.
3. تصنيف حسب مادة المكونات
(1) المواد القطاعية:
تشمل هذه الزاوية الحديدية، والحديد المربع، وأنابيب الصلب ذات الأشكال الخاصة، والحديد المربع الخاص. المكونات المصنوعة من الزاوية الحديدية أو الحديد المربع عادة ما تتم ربطها باللحام. أثناء المعالجة، يجب أن تناسب نهايات الاتصال بإحكام مع وجود فجوات ضئيلة؛ وإلا ستتأثر جودة اللحام والتشوه.
يمكن ربط أنابيب الصلب ذات الأشكال الخاصة باللحام أو بالمثبتات. عادة ما تتطلب أجزاء الربط ملحقات مخصصة يجب أن تكون قوية ودقيقة؛ وإلا سيتم التأثير على مظهر الخزانة. استخدام أنابيب الصلب ذات الأشكال الخاصة ذات الثقوب الموحدة (معيارية) والمثبتات القياسية يسمح بتركيب الخزانات بطريقة معيارية، مما يبسط التصميم والإعداد للمكونات والتخطيط للإنتاج. ومع ذلك، هذا الأسلوب يشمل الكثير من الثقوب، معظمها لا يتم استخدامها، ويحد من المرونة المكانية.
الخصائص التصنيعية: ضمان العمومية والدقة للمكونات والمثبتات. غالبًا ما يتم تقوية الهيكل الأساسي للخزانة بالألواح. بالإضافة إلى أنابيب الصلب ذات الأشكال الخاصة، يتم استخدام القنوات C الشكل أو الأنابيب المستطيلة ذات الأضلاع المصنوعة من صفائح الصلب. القنوات C الشكل مناسبة للطلاء، بينما قد تصدأ الأنابيب المستطيلة ذات الأضلاع بعد الطلاء بسبب الحمض المتبقي من عملية التنقية، لذا يجب توخي الحذر في الاختيار.
(2) المكونات المعدنية (باستثناء القنوات C الشكل والأنابيب المستطيلة ذات الأضلاع)
يمكن تشكيلها بالكامل وفقًا للمتطلبات، دون قيود من الأشكال المعدة مسبقًا. هذا التصميم الهيكلي يتطلب جهدًا هندسيًا أعلى، ولكن بمجرد التوحيد، تكون التغيرات قليلة. الأجزاء الهيكلية الرئيسية عادة ما يتم لحامها، بينما تستخدم المناطق المتغيرة أو القابلة للتعديل المثبتات (مثل صناديق التحكم ذات الجهد المنخفض والكونسولات).
نظرًا لأن الهياكل المعدنية تكون غالبًا ملحومة ومكونة في قطعة واحدة، يجب التعامل مع الانكماش أو التضخم الناجم عن اللحام. يجب أن تكون نقاط اللحام متباعدة بشكل متساوٍ، وخيوط اللحام ناعمة، ويتم التشكيل بعد اللحام، وأن تكون الحواف مستقيمة، وأن لا يبرز الوسط من الجانبين الأمامي والخلفي. إذا كانت هناك أقسام داخلية، يجب لحامها بعد تشكيل الجانبين بشكل صحيح.
تعد الخزانات الكونسولية مناسبة جدًا للمكونات المعدنية. عند ترتيب عدة وحدات في صف واحد، يجب تسوية وتحديد الموضع للسطح العلوي فقط بعد وضع الصف بأكمله.
III. الخاتمة
كما تم تحليله أعلاه، يجب أن يتم تحديد اختيار هيكلية الخزانات ليس فقط بناءً على المتطلبات الوظيفية للمعدات الكهربائية، ولكن أيضًا بناءً على قيود عملية التصنيع. مستوى التكنولوجيا في التصنيع يؤثر مباشرة على تصميم الهيكلية واختيار المواد للخزانات.
