Kabinettsstruktur och processkarakteristika för lågspänningsväxelströmsanläggningar

I. Introduktion

Kabinettsstrukturen utgör den grundläggande basen för lågspänningsbryggare, vilket gör kabinetstillverkningsteknik till grunden av alla grunder. Som en strukturell behållare måste kabinetet inte bara uppfylla kraven på funktionsintegration för olika elektriska enheter (som standardiserade typer, modulära kombinationer och funktionsfördelning), utan också uppfylla inbyggda kabinettkrav (som robusthet, tillförlitlighet, snygg utseende och lätthet att justera). På grund av variationer i kabinettskrav och tillverkningskapacitet mellan olika producenter kan tillverkningsprocesser inte fastställas rigidt. Dock finns det vissa universellt tillämpbara och kritiska tekniska egenskaper i kabinettsproduktion. Dessa viktiga egenskaper introduceras kort nedan i samband med val av kabinettsstruktur.

II. Kabinettsstruktur och tekniska egenskaper

Kabinettsstrukturer och deras tillverkningsprocesser kan generellt skiljas åt genom strukturell form, anslutningsmetoder och materialval.

1. Indelning efter strukturell form

(1) Fast typ:

Denna design säkerställer en tillförlitlig fastsättning av varje elektrisk komponent i dess angivna position inuti kabinetet. Kabinettsformer är vanligtvis kubiska (t.ex. panel- eller lådetyper), även om trapezformade former (t.ex. konsoltyper) används. Sådana kabinetter kan arrangeras som enskilda enheter eller i rader.

För att säkerställa dimensionell och geometrisk precision monteras komponenter vanligtvis i steg - vanligtvis genom att först forma två sidopaneler eller vänster-höger-segment, sedan montera dem till hela kabinetet, eller genom att först uppfylla yttre dimensionskrav och sedan följa upp med interna komponenters anslutning. Längden på de delar som bildar kabinettskanterna måste vara exakt korrekt (med toleranser som tas som negativa värden) för att säkerställa totala geometriska dimensioner och yttre utseende. För de två sidopanelerna får det inte uppstå utstickande i mitten för att möjliggöra korrekt justering vid arrangemang.

Från installationssynvinkel får underytan inte visa någon sjunkning. Vid justering och installation är en nivågrund nödvändig, men både grundplattan och kabinetet har inbyggda toleranser. Vid justering bör sidoförskjutningar minimeras och inte tillåtas att ackumuleras, eftersom ackumulerade fel kan orsaka kabinettsdeformation, påverka busbaranslutningar, leda till missplacerad komponentinstallation, skapa spänningssammandrag och till och med förkorta livslängden för elektrisk utrustning. Därför ska vid justering den högsta grundpunkten användas som referens, och efterföljande enheter ska gradvis nivåjusteras och utvidgas. När grundplattans platthet är idealisk och förutsägbar kan expansion från mitten utåt också användas för att jämnt fördela ackumulerade fel.

För att underlätta justering och kompensera för toleransackumulering specificeras kabinettsbreddtoleranser vanligtvis som negativa värden. Efter montering av alla kabinettskomponenter kan formning krävas för att uppfylla dimensionella och geometriska krav. För standardiserad eller storvolym kabinettsproduktion bör lämpliga monteringsfickor fullt ut beaktas för att säkerställa strukturell konsekvens. Fickans referensyta bör idealiskt vara kabinettsbotten, och positioneringsblock inuti fickan bör arrangeras för enkel tillgång och hantering. Externa dörrar och liknande delar, som är benägna att deformera under transport och installation, justeras vanligtvis uniformt under slutinstallation.

(2) Utdragbar (lådtyp):

Utdragbar bryggutrustning består av ett fast kabinettskrov och en flyttbar enhet som innehåller huvudelektriska komponenter som t.ex. strömbrytare. Den flyttbara enheten måste vara lätt att hantera vid införing och uttag, pålitligt placerad vid installation och byttecklig med andra enheter av samma typ och specifikation. Kabinettsdelen av utdragbar bryggutrustning tillverkas på liknande sätt som fasta kabinetter. Men på grund av byttecklighetskrav måste kabinetet ha högre precision, och relaterade strukturella delar måste tillåta tillräcklig justering.

Tillverkningskarakteristiken för utdragbar lågspänningsbryggutrustning är: (1) de fasta och rörliga delarna måste dela en gemensam referenspunkt; (2) relaterade komponenter måste justeras till optimala positioner med hjälp av dedikerade standardverktyg, inklusive standardkabinettsramar och standardlådor; (3) kritiska dimensioner får inte överskrida tillåtna toleranser; (4) byttecklighet av identiska lådtyper och specifikationer måste vara tillförlitlig.

2. Indelning efter anslutningsmetod

(1) Svetskonstruktion:

Fördelar inkluderar lätthet i bearbetning, hög styrka och tillförlitlighet. Nackdelar är stora toleranser, benägenhet för deformation, svårighet att justera, dåligt utseende och oförmåga att förplåtra arbetsstycken. Dessutom har svetsfickor specifika krav:

• Hög styvhetsgrad, inte lätt påverkad av arbetsstyckens deformation;

• Lätt större än nominella arbetsstycksdimensioner för att kompensera för efter-svetsningsskrumpning;

• Platt, enkel och lätt att hantera, minimera roterande mekanismer för att förhindra skador;

• Stöd måste noggrant väljas för att förhindra svetsrosning och tillåta enkel inspektion och justering, med antikorrosionsmattor tillagda där det behövs.

Svetsdeformation inträffar på grund av termisk expansion av molekyler i svetszonen, vilket orsakar mikroskopisk förskjutning under kylning som resulterar i restspänning. För att minska deformation måste formningsprocesser övervägas. Vanliga metoder inkluderar:

• Förutsäga deformationsomfång genom testning och fördeforma arbetsstycket i motsatt riktning innan svetsning;

• Rätta överjustering efter svetsning;

• Hamra eller pressa de relativt kontraherade områdena för att balansera spänningar;

• Värm de relativt utstickande områdena efter svetsning för att uppnå jämn skrumpning;

• Utför övergripande värmbehandling när det behövs.

Utöver detta påverkar urvalsplats för svetspunkter, svetsnaadsorientering, svetsningssekvens och punktsvetsning positioning post-svetsningsdeformation. Rätt hantering kan minska deformation, men detta beror på specifika förhållanden.

(2) Fästesanslutning:

Fördelar inkluderar lämplighet för förplåtrade delar, lätthet att justera och estetisk slutföring, standardiserad komponentdesign, förproducerad lagerhållning och små dimensionella toleranser i ramen. Nackdelar inkluderar lägre styrka jämfört med svetsning, högre precision krävs för komponenter, och relativt högre tillverkningskostnader. Fästena är vanligtvis standardkomponenter, inklusive vanliga skruvar, muttrar, rivettar, blindrivettar, justerbara klampmuttrar, förspända dragmuttrar och självgripande skruvar. Specialfästen (som används i många importerade lågspänningskabinetter) finns också tillgängliga.

Tekniska egenskaper: Fickor används för formning, och verktyg för positionering. Trycktvätt kan användas vid behov. Rivetting kräver vanligtvis förborring, och omsorg måste tas för att skydda plåt på förplåtrade delar. För komponenter bearbetade med precisions-CNC-centrum eller specialutrustning, om anslutningshålsdiameter håller en liten spel med fästendiameter, kan montering slutföras utan fickor i ett enda steg. För fastgörande guide och positioneringskomponenter bör dedikerade mätverktyg först etablera position, följt av inspektion med standardverktyg.

(3) Hybridanslutning (svetsning och fästning):

Denna metod kombinerar fördelarna med båda ovanstående metoder. Svetsning används vanligtvis vid kabinettsanslutningspunkter, medan fästena används för variabla eller justerbara avsnitt. Stora kabinetter är svåra att plåta efter svetsning, så ytor målas ofta. För utomhuskabinetter gjorda av förplåtat material som kräver svetsning kan svetsade områden behandlas med termisk metallbesprutning.

3. Indelning efter komponentmaterial

(1) Profilmaterial:

Detta inkluderar vinkelstål, kanalstål, specialformade rörstål och specialkanalstål. Komponenter gjorda av vinkel- eller kanalstål sammankopplas vanligtvis genom svetsning. Under bearbetning måste anslutningsändar passa tätt med minimala gap, annars påverkas svetskvalitet och deformation.

Specialformade rörstål kan kopplas antingen genom svetsning eller fästning. Anslutningsdelar kräver vanligtvis dedikerade monteringsfickor som måste vara starka och exakta, annars kommer kabinettsutseendet att påverkas. Genom att använda enhetliga specialformade rörstål med enhetligt placerade (modulära) hål och standardanslutningar kan modulärt kabinettsmontering förenklas, vilket förenklar design, komponentförberedelse och produktionsplanering. Denna metod innebär dock många hål, de flesta av dem blir outnyttjade, och begränsar rumslig flexibilitet.

Tillverkningskarakteristiker: Se till att komponenter och anslutningar är universella och exakta. Den grundläggande kabinettsstrukturen förstärks ofta med paneler. Förutom specialformade rörstål används C-formade kanaler eller ribbade rektangulära rör gjorda av plåt. C-formade kanaler är lämpliga för plåtning, medan ribbade rektangulära rör kan rosta efter plåtning på grund av restsyra från suring, så valet bör vara försiktigt.

(2) Plåtkomponenter (exklusive C-kanaler och ribbade rektangulära rör)

Dessa kan helt formas enligt krav, utan begränsningar från förformade profiler. Denna strukturella design involverar högre ingenjörsmöda, men när den standardiserats är variationer minimala. Huvudstrukturdelar är vanligtvis svetsade, medan variabla eller justerbara områden använder fästena (t.ex. lågspänningskontrollboxar och kontroller).

Eftersom plåtstrukturer mestadels är svetsade och formade i en bit måste svetsinducerad skrumpning eller utstickande hanteras. Svetspunkter bör vara jämnt placerade, svetsnaader släta, efter-svetsningsformning utförs, kanter raka, och mitten av båda sidor får inte utsticka över främre och bakre kanter. Om inre partitioner finns bör de svetsas efter att de två sidorna har formats ordentligt.

Konsoltyp kontroller är bäst lämpade för plåtkomponenter. När flera enheter arrangeras i en rad bör bordsskivan justeras och positioneras först efter att hela raden är på plats.

III. Slutsats

Som analyserats ovan måste valet av kabinettsstrukturer bestämmas inte bara av bryggutrustningens funktionskrav, utan också av tillverkningsprocessbegränsningar. Nivån av tillverknings-teknologi påverkar direkt kabinettsstrukturdesign och materialval.