Inventor在高压变频柜设计中的应用

时间:2011-02-25 10:30:31 来源:

Inventor在高压变频行业中的应用

北京合康亿盛科技有限公司是一家专业研发、生产高压大功率变频器的高科技企业。产品广泛应用于电力、石化、冶金、矿山、水泥、自来水等领域，可实现对高压电动机的调速、制动、软启动和智能控制。

高压器变频器外壳为钣金结构件，其结构复杂繁琐，里边的结构件数量多。一般的平面设计软件很难表达清楚，还有也很难让客户看到新产品的效果图。为此我公司在2005年4月购买了Autodesk公司的Inventor软件。Inventor软件软件给公司产品结构的设计带来了很大的方便。

Inventor软件有着强大的功能，可谓是海纳百川。在变频器结构设计中只用了Inventor中的功能之一，钣金设计。刚开始接触Inventor软件首先能感觉到最强眼的功能：1、外观效果图极佳，有一种艺术美感（见变频器外观图）。2、工程图继承了Autocad的特点，美观大方，线条柔和（见变频器外观图2D）。3、能提供标准件库。一台变频器结构中有300多个标准件诸如螺栓、螺母、垫圈等，用Inventor能直观表达这些标准件，还能准确统计它们的型号规格和数量。

在变频器结构中单元柜的结构最为复杂，在单元柜设计中更能体现Inventor强大功能。所以下面着重写Inventor在单元柜设计中的应用。高压变频器的单元柜内部装有功率模块单元还有用于冷却功率模块单元的密封腔及其形成的通风散热通道和控制室。单元柜中的功率单元利用IGBT进行同步整流，可得到可变频的三相高压电源，大大削弱了输出谐波含量的正弦波驱动电机。

在单元柜设计中用到了以下功能：1、钣金和零件的基本命令。2、部件与焊接件的基本命令。3、钣金中的冲压工具。4、根据材料自动计算重量。5、装配体从上到下和从下到上的设计。6、装配体中的编辑。7、利用投影几何图元找装配关系、相关零件的尺寸、新零件。8、利用镜像确定新零件。9、工程图及钣金展开图。

在使用过程中感觉Invento还是很平易近人的，有三维基础的只要稍微熟悉一下就能展开工作了。新手上路只要认真听培训有一星期也能得心应手。但也不是一帆风顺的，在使用过程中也有拦路虎，把你搞的一筹莫展。这个时候只要肯钻，肯动脑子，问题总会解决的。当一个难题解决后你会有一种小有收获的喜悦，给你苦糙乏味的设计工作带来欢乐。下面是我在使用Invento中遇到的问题和挑战：

1、装配体从上到下和从下到上设计时遇到几个问题：A、什么时候需要从上到下，什么时候需要从下到上。B、下一级部件的建立。C、装配体的编辑。

以往设计从下到上设计，先画零件图。后来发现这样做最大的不足是零件间的相互相互关系保证不了，容易出错。而且费时，同时也不利于下一级部件的建立。这样也与设计装配体的正常思路相勃。经过几个项目的实践，我觉的最佳的思路是以从上到下为主以从下到上为辅。有一个原则，新零件，在装配体上好找投影几何关系的用从上到下法。在变频器外观图中，前右上门装配中的前右上门板就是从上到下确定下来的，204通风网就是从下到上的设计。在着个项目前已有的零件或标准件，在装配体上不好找投影几何关系的用从下到上法。在设计中先不要考虑下一级部件的建立，所有的零件完成后，把握全局才能合理组合部件。在前几次的设计中还没把零件全部建完就建立部件，到最后才发现丢三落四，部件不合理，不利于图纸的表达。还有全部零件建完后建立部件时，当新的部件生成后第一件事就是要把新部件中的零件全部固定。以前没注意这个问题结果新部件中的零件间由于重新组合装配关系没有了，如果不固定是件很可怕的事，稍不注意就会前功尽弃。在变频器外观图中的各级的部件就是在全部零件完成后建立的。次装配体零件很多，上下级关系也很复杂，用了这中方法很省时也省力。具体的操作，在变频器外观图中，建立前左门装配时，在部件面板中先用右键点前左门板弹出一菜单点降级，出来一对话框，确定部件的名称为前左门装配和要保存的位置，一个新的部件就此诞生了。在这和时后装配体中只有一个零件既前左门板，其它零件需要添加，添加是只要在部件面板中摁住CTRL键把要选的零件都选上拖到前左门装配就行。注意这里还有一个小技巧拖动时一定要把部件按树形打开，要不然零件只是挪动了位置，并没有降级。如过发现自己不小心把前顶楣也拖到了该部件下，没关系只要点右键选升级即可。关于装配体的编辑看底座槽钢焊接图。此装配体是由若干段槽钢焊接而成。上面的孔是用来连接侧板的。以前总习惯编辑每个槽钢来画这些孔的，费时而且容易出错。

后来到加工车间看到工人们是在焊好后才打加工孔的，当时就想为什么在设计中不把这个装配体当作一个焊接整体编辑呢？正好Invento中也有这个功能。真是柳暗花明又一村啊。

2、利用容易的装配关系来确定复杂的不好操作的装配关系。见前左门装配图，以前B门铰套和门板装配时很费劲，有时搞的满头大汗也不上，因为一个小件影响整个项目的进度是一件让人上火的事。后来发现在添加装配约束命令中插入是最得心应手的，为何先不把B门铰套装到单元柜骨架上的门轴上，然后再把它升级在拖到前左门装配中呢，后来发现此方法真是妙极了。

3、利用直观法确定零件的大小。在锁杆设计图中锁杆的长度通过测量和计算来确定是件不容易的事。于是就想既然Invento是个三维软件，很直观明了，为什么非要通过计算呢，于是把其他件隐藏掉，露出所有待定的锁杆，通过改各个锁杆的草图，反复几次直到锁杆头到了门琐单顶件的最佳位置。省时省力何乐而不为呢？

4、注意及时纠正Invento报的错。以前在设计中发现经常出现报错的情况，有时是装配约束过约束或装配约束矛盾，有时是参考关系出错。这个时候往往是丈二和尚摸不到头，只能强行接受了。当一个装配体完成后看到部件面板中黄色的警告对于我这个追求完美的人来说心里很不是滋味。于是决定要去除这个拦路虎。经过认真研究发现，一种报错会导致下面的工作没法进行，这是因为有的命令没学好。在前左门装配图中行程开关顶碰件和前左门板装配时就出过错。在此装配关系中，添加装配约束对话框里的配合用一次，表面平齐用两次才能正确装配行程开关顶碰件。发生此种错误是自己对命令没吃透，导致过约束。Invento会阻止你往下进行，直到你把命令吃透，它才放行。一种错位是很可能是两零件的位置关系发生意外。这个时候Invento报错，但你要接受可以往下进行，但有出错的可能。应该是一报错就去改正错误。在这个意义上说，Invento有强大的免疫功能。

5、把握参考关系去留的最好时机。在装配中用投影几何图元法确立新零件是件很科学的事。零件与装配体或零件与零件间的参考关系有时给你带来方便有时也给你带来麻烦。在前期设计种零件还没完全定形，有了参考关系，如果改动某个零件相应的零件或与之关连的装配体自动跟着变化。一但零件确认下来，参考关系最好是删除，像上边所说，会因为移动一个零件Invento报错，这样你会心烦意乱的。

6、阵列零部件要把握时机。对于相同的多个且有着一定规律零部件用阵列是最爽不过的事。但用此命令前一顶要先把握一下时机，在单元装配图中中下层的单元装配好后如果用阵列上边层的单元很容易就能生成，但一定要把握机时机，如过你用早了，先阵列好后再把单元降级到下一个部件，那么在新的部件中阵列的单元不存在了，做了无用功。所以一定要等到各部件安排好后再尽情阵列。只有把好时机才能让Invento发挥特长。

7、在Invento中测量两孔的距离比登天还难，不过那是初次用时的感觉。测量时只要先选其中一孔所在的面，然后再点需要测的两孔，发现来这么简单。

8、在编辑零件时用投影几何图元法时，有时看不到与之相关的零件的轮廓，这时需要选线框显示才能找到。

9、在工程图中，尺寸标注有时不需要具体数值，比如是“L”以前是选中尺寸，按右键选文本在〈〈〉〉前加“L”但最后是“L=〈〈〉〉”。就这个问题开头搞的我晕头转向，后来不经意中我在右键下拉菜单中选隐藏数值后就只有一个“L”了。

总之，Invento是个尽乎完美的软件。有时一些小技巧小方法也许教材上很详细的介绍给大家了，但对我们这些时间就是生命的设计工程师来说，自己动脑子琢磨和勇敢尝试也许是学习软件的捷径。如果教材上没有那也是对Invento的一个补充。以上是我在使用当中的一点心得和体会，希望能给大家带来一点帮助。

单元柜外观图