專利名稱:配電母線系統(tǒng)及用于提供配電的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型通常涉及功率電子器件領(lǐng)域,諸如功率轉(zhuǎn)換中或?qū)⒐β蕬?yīng)用至電動(dòng)機(jī)和類似負(fù)載時(shí)使用的那些功率電子器件。更具體地,本實(shí)用新型涉及壓制配電母線和相關(guān)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
在功率電子器件領(lǐng)域,已知各種電路,并且這些電路目前可用來(lái)傳輸、轉(zhuǎn)換、產(chǎn)生以及應(yīng)用功率。基于應(yīng)用,這類電路可以將輸入功率傳輸給各種裝置/或?qū)⑤斎牍β蕪囊环N形式轉(zhuǎn)換為按照負(fù)載需要的另一種形式。例如,在典型的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置中,(諸如來(lái)自公用電網(wǎng)或發(fā)電機(jī)的)恒定(或變化)頻率的交流功率被轉(zhuǎn)換為控制頻率的交流功率以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和其它負(fù)載。在這種應(yīng)用中,可以調(diào)節(jié)輸出功率的頻率來(lái)控制電動(dòng)機(jī)或其它裝置的速度。此外,在整個(gè)過(guò)程中,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)母線可以傳輸功率。在電動(dòng)機(jī)控制中心應(yīng)用中,母線系統(tǒng)可以便于傳輸功率至多個(gè)系統(tǒng)部件和裝置。例如,可以利用電動(dòng)機(jī)控制中心母線來(lái)向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)母線供電。對(duì)于不同的負(fù)載要求,可以利用不同層次的輸入功率實(shí)現(xiàn)諸如該上面詳細(xì)描述的電路。例如,可以從聞壓電網(wǎng)獲得功率并將該功率轉(zhuǎn)換為聞馬力功率電動(dòng)機(jī)等使用。可選地,可以利用這類電路經(jīng)由電動(dòng)機(jī)控制中心母線將功率簡(jiǎn)單分配至不同裝置。通常將提供這樣功能的電路封裝在一起。實(shí)際上,已知并在使用具有封裝的電氣部件和電子部件的電氣系統(tǒng),諸如驅(qū)動(dòng)機(jī)柜和電動(dòng)機(jī)控制中心。例如,電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)用于大型工業(yè)操作中的功率和數(shù)據(jù)分布,并且驅(qū)動(dòng)機(jī)柜用于功率轉(zhuǎn)換和分布。在典型的MCC和/或驅(qū)動(dòng)機(jī)柜中,在可以被分割成隔間的大的電氣外殼中容納有各種部件。例如,MCC可以包括諸如開(kāi)關(guān)設(shè)備、半導(dǎo)體功率電子電路、可編程邏輯控制器(PLC)、電動(dòng)機(jī)控制器等的部件。驅(qū)動(dòng)機(jī)柜可以包括整流器(轉(zhuǎn)換器)、逆變器、過(guò)渡附加裝置(transitional attachment)等。此外,這種電氣外殼可以包括通信上將部件耦合至電源和/或其它部件的母線機(jī)件(bus work)。通常,MCC或驅(qū)動(dòng)機(jī)柜連接至提供三相AC功率的主功率線,以按照特定負(fù)載的需要進(jìn)行傳輸或轉(zhuǎn)換。因此,MCC或驅(qū)動(dòng)機(jī)柜包括用于將功率分配至各種部件的相關(guān)母線機(jī)件、互聯(lián)以及支撐結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)上,這種母線機(jī)件被制造為具有穿孔的特定長(zhǎng)度或線纜和母線機(jī)件的組合以向部件提供電傳輸。可以通過(guò)緊固件(例如,螺母和螺栓配件)和絕緣支架將這種母線機(jī)件直接固定于機(jī)柜。這種母線機(jī)件和附加零件可能復(fù)雜、昂貴、不可調(diào)節(jié)和/ 或難于配置。例如,傳統(tǒng)的母線機(jī)件可能通常笨重且僅能將附接零件耦合至母線上的具體位置(例如,沿著母線的穿孔)。另外,傳統(tǒng)母線系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)需要相當(dāng)大的變化以適應(yīng)不同的電流強(qiáng)度水平。因此,現(xiàn)在認(rèn)識(shí)到期望開(kāi)發(fā)一種母線系統(tǒng),該母線系統(tǒng)便于以靈活配置通信耦合至高功率驅(qū)動(dòng)器等,能夠簡(jiǎn)化制造變化以適應(yīng)不同電流強(qiáng)度水平和機(jī)柜布置,并能夠?qū)崿F(xiàn)在沿著母線的一般任何位置的附加零件的便利耦合。
實(shí)用新型內(nèi)容根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,提供了一種壓制的高功率配電母線??梢栽贛CC、 驅(qū)動(dòng)機(jī)柜或任何這種電氣外殼中采用這種母線,以便于功率傳輸。母線的本體包括具有從本體的相對(duì)邊緣沿著本體的長(zhǎng)度延伸的第一和第二脊的延長(zhǎng)的金屬壓制品。此外,該母線包括沿著本體的長(zhǎng)度延伸并從本體的表面進(jìn)入本體的第一槽和第二槽。第一槽和第二槽中的每一個(gè)包括具有從表面延伸進(jìn)入本體內(nèi)的寬腔的窄通道的橫截面,諸如T形或L形槽橫截面。另外,該母線包括進(jìn)入每個(gè)槽的加工開(kāi)口,其中每個(gè)加工開(kāi)口寬于該加工開(kāi)口向其提供通路的相應(yīng)槽的寬度。本實(shí)施例可以包括用于形成延長(zhǎng)的金屬突起的方法,諸如壓制工藝,該延長(zhǎng)的金屬壓制品包括從本體的相對(duì)邊緣沿著本體長(zhǎng)度延伸的第一脊和第二脊,以及沿著本體的長(zhǎng)度設(shè)置并從本體的表面延伸進(jìn)入本體的第一槽和第二槽。該壓制工藝?yán)迷诒倔w內(nèi)生成第一槽和第二槽的壓制沖模,使得每個(gè)槽的橫截面包括從本體的表面延伸進(jìn)入本體內(nèi)的寬腔的窄通道。本方法還可以包括用于提供進(jìn)入槽的開(kāi)口的加工工藝,使得槽可以容納具有擴(kuò)大的末端和窄的頸部的附加零件的插入。附接零件一旦插入了第一槽或第二槽中,就可以沿著該附接零件插入的槽滑動(dòng)并將擴(kuò)大的末端和寬腔接合并將窄的頸部和窄通道接合。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,提供了一種配電母線系統(tǒng),包括延長(zhǎng)的金屬本體;第一槽和第二槽,其沿著所述本體的長(zhǎng)度并從本體的表面延伸進(jìn)入所述本體,使得所述第一槽和第二槽中的每一個(gè)包括具有從所述表面延伸進(jìn)入所述本體內(nèi)的寬腔的窄通道的橫截面;以及進(jìn)入所述第一槽和所述第二槽中的每一個(gè)的開(kāi)口,其中,在橫跨每個(gè)槽的長(zhǎng)度的方向上,每個(gè)開(kāi)口寬于各相應(yīng)的槽。根據(jù)該配電母線系統(tǒng),其中所述第一槽和/或所述第二槽包括T形、Y形、三角形或L形橫截面。根據(jù)該配電母線系統(tǒng),其中所述第一槽和/或所述第二槽的橫截面被配置成容納具有擴(kuò)大的末端和窄的頸部的附接零件的插入,使得所述附接零件一旦被插入所述第一槽或所述第二槽中,就可以沿著該附接零件插入的槽滑動(dòng),將所述擴(kuò)大的末端與所述寬腔接合,并將所述窄的頸部與所述窄通道接合。根據(jù)該配電母線系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)包括副母線,所述副母線經(jīng)由與所述第一槽和所述第二槽接合的副母線耦合部件耦合至所述本體,使得所述副母線與所述本體電通信并從所述本體基本上垂直地延伸。根據(jù)該配電母線系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)包括經(jīng)由接頭與所述延長(zhǎng)的金屬本體耦合的、另外的延長(zhǎng)的金屬本體。根據(jù)該配電母線系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)包括布置在所述接頭周圍的支撐托架,所述托架包括在主開(kāi)口的任一側(cè)具有縫隙的絕緣材料,其中所述縫隙被配置成沿著所述本體的長(zhǎng)度與一對(duì)脊接合,其中每個(gè)脊從所述本體的相對(duì)邊緣延伸。根據(jù)該配電母線系統(tǒng),其中所述主開(kāi)口被配置成容納所述本體和所述接頭的厚度,其中所述接頭在所述本體的所述表面上耦合至所述第一槽和/或所述第二槽。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,提供了一種用于提供配電的系統(tǒng),包括外殼;布置在所述外殼中的三個(gè)輸入母線,其被配置成接收三相AC功率;耦合至所述輸入母線的轉(zhuǎn)換器,用于接收來(lái)自所述輸入母線的三相AC功率并將三相AC功率轉(zhuǎn)化為DC功率;耦合至所述轉(zhuǎn)換器的一對(duì)DC導(dǎo)體,用于傳輸DC功率;耦合至所述DC導(dǎo)體的逆變器,用于接收DC 功率并將DC功率轉(zhuǎn)換為足以驅(qū)動(dòng)負(fù)載的期望的AC功率;耦合至所述逆變器的三個(gè)輸出母線,用于將所述期望的AC功率傳輸至負(fù)載;其中所述輸入母線和所述輸出母線分別包括延長(zhǎng)的金屬壓制品,所述延長(zhǎng)的金屬壓制品包括沿著本體的長(zhǎng)度設(shè)置并從所述本體的表面延伸進(jìn)入本體的第一槽和第二槽,使得所述第一槽和所述第二槽中的每一個(gè)包括具有從所述表面延伸進(jìn)入所述本體內(nèi)的寬腔的窄通道的橫截面。根據(jù)該系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)包括附接零件,所述附接零件能夠插入進(jìn)入所述母線之一的第一槽和第二槽中的每一個(gè)的開(kāi)口,其中所述附接零件包括擴(kuò)大的末端和窄的頸部,以便所述附接零件一旦被插入所述第一槽或所述第二槽中,就可以沿著該附接零件插入的槽滑動(dòng),將所述擴(kuò)大的末端與所述寬腔接合,并將所述窄的頸部與所述窄通道接合。根據(jù)該系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)包括絕緣支撐,其被固定至所述外殼且接收所述輸入母線和所述輸出母線,以在所述外殼中支撐所述輸入母線和所述輸出母線。根據(jù)本實(shí)用新型的母線系統(tǒng)及用于提供配電的系統(tǒng)便于以靈活配置通信耦合至高功率驅(qū)動(dòng)器等,能夠簡(jiǎn)化制造變化以適應(yīng)不同電流強(qiáng)度水平和機(jī)柜布置,并能夠?qū)崿F(xiàn)在沿著母線的一般任何位置的附加零件的便利耦合。
當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí),本實(shí)用新型的這些和其它特征、方面以及優(yōu)勢(shì)將更好理解,在所有附圖中,相似符號(hào)表示相似部分,其中圖I是根據(jù)本實(shí)施例包括母線系統(tǒng)的電氣外殼的正視圖;圖2是根據(jù)本實(shí)施例利用母線系統(tǒng)的一對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的框圖;圖3是根據(jù)本實(shí)施通過(guò)一對(duì)支撐托架保持且耦合至一對(duì)附接零件的母線條的透視圖;圖4是根據(jù)本實(shí)施例布置在外殼中的母線系統(tǒng)的透視圖;圖5是根據(jù)本實(shí)施例耦合至母線條的垂直連接零件的透視圖;圖6是根據(jù)本實(shí)施例的母線條的橫截面圖;圖7是根據(jù)本實(shí)施例具有不同槽橫截面的母線條的各種橫截面圖;圖8描述了根據(jù)本實(shí)施例利用擴(kuò)大的底部壓制以提供相對(duì)于圖6所示的母線條擴(kuò)展的能力的母線條;圖9是根據(jù)本實(shí)施例從母線條脫離的支撐托架的透視圖;圖10是根據(jù)本實(shí)施例插入托架支撐中的母線條的橫截面圖;圖11是根據(jù)本實(shí)施例耦合一對(duì)母線條的連接零件的透視圖;以及圖12是根據(jù)本實(shí)施例用于產(chǎn)生母線條系統(tǒng)的方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
如下面所詳細(xì)描述的,本技術(shù)的實(shí)施例用于提供便于靈活配置和便于部件與電氣外殼中的母線的連接的母線系統(tǒng),諸如MCC或驅(qū)動(dòng)機(jī)柜。尤其是,本技術(shù)提供壓制的母線條、母線條的附接零件和支撐零件,其中母線包括從母線的本體的相對(duì)邊緣延伸的脊和布置在母線條的表面中的至少一對(duì)槽。支撐零件包括將母線容納入插座并允許母線條在插座中基本上懸浮而不剛性連接的絕緣托架。說(shuō)明書(shū)中提到“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”或“示例性實(shí)施例”,是指描述的實(shí)施例可以包括特別的特征、結(jié)構(gòu)或特性,但不是每個(gè)實(shí)施例都必需包括該特別的特征、結(jié)構(gòu)或特性。并且,這些短語(yǔ)不是必需指代相同的實(shí)施例。此外,當(dāng)結(jié)合實(shí)施例描述特別的特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí),認(rèn)為無(wú)論是否明確描述,結(jié)合其它實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)這些特別的特征、結(jié)構(gòu)或特性在本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)內(nèi)?,F(xiàn)在返回附圖并參照?qǐng)DI,示出了電氣外殼100,電氣外殼100中可以容納各種電氣部件,并且這些電氣部件經(jīng)由包括母線條、連接零件和支撐系統(tǒng)的母線系統(tǒng)連接。外殼 100可以代表電動(dòng)機(jī)控制中心或其它工業(yè)、商業(yè)或船舶電氣系統(tǒng)。通常,夕卜殼100在各種電氣部件和母線系統(tǒng)周圍設(shè)置保護(hù)殼。例如,外殼100可以包括由任何適當(dāng)材料(諸如大大小片材金屬和增強(qiáng)塑料等)制成的殼102。此外,外殼100可以包括沿著母線系統(tǒng)布置和/ 或與母線系統(tǒng)耦合的裝置,諸如可編程邏輯控制器、開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)控制、逆變器和整流器等。 具體地,在示出的實(shí)施例中,外殼100包括設(shè)置于一對(duì)功率驅(qū)動(dòng)部108、110之間的布線架部 106。母線條組112沿外殼100的后壁穿過(guò)并經(jīng)過(guò)每個(gè)外殼部(即,布線架部106和每個(gè)驅(qū)動(dòng)部108、110)。一對(duì)接地線114也穿過(guò)外殼部。母線條112由導(dǎo)電材料(例如,銅或鋁)制成,其被利用外殼100壓制成用以使用的期望長(zhǎng)度。另外,如下將詳細(xì)描述的一樣, 利用便于母線條112與擴(kuò)展或附接零件116和裝置的通信耦合的特定橫截面零件壓制母線條112。這些橫截面零件還便于與支撐系統(tǒng)的合作,其中支撐系統(tǒng)將母線條112耦合至外殼100并提供母線系統(tǒng)的配置靈活性(例如,母線條能力的擴(kuò)展),而無(wú)需母線系統(tǒng)相當(dāng)大的變化。實(shí)際上,利用支撐系統(tǒng)將每個(gè)母線條112保持在外殼100中的適當(dāng)位置以與橫截面零件的方面搭配,其中支撐系統(tǒng)包括由熱集玻璃強(qiáng)化材料或絕緣材料形成或制模的母線支撐托架。具體地,如下進(jìn)一步詳細(xì)描述的一樣,支撐托架分別包括母線條112之一可以滑入的開(kāi)口。每個(gè)支撐托架包括具有對(duì)應(yīng)于母線條112的橫截面零件的槽的主開(kāi)口,使得可以保持母線條112而不將其緊固至托架。在一些實(shí)施例中,可以在母線條112的端部附近或周圍安置端蓋等,使得母線條112可以實(shí)質(zhì)上懸浮在托架內(nèi),而基本上不橫向滑動(dòng)。在示出的實(shí)施例的操作中,母線條組112接收功率并將功率傳輸至外殼100內(nèi)的各種部件。母線條組112的上部三個(gè)母線條118、中間兩個(gè)母線條120和下部三個(gè)母線條 122分別執(zhí)行不同的功能。具體地,如圖2中的框圖所示,母線條112用于將來(lái)自電網(wǎng)140 的三相AC功率提供至驅(qū)動(dòng)部108、110的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)142,其中驅(qū)動(dòng)部108、110用于將來(lái)自電網(wǎng)140的三相AC功率降低至諸如電動(dòng)機(jī)的特定負(fù)載144所期望的水平。S卩,母線條112用于以電網(wǎng)140的電壓和頻率傳輸功率至驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)142,在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)142內(nèi)傳輸功率作為直流,并以負(fù)載所期望的電壓和頻率將功率傳輸出驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)142至負(fù)載144。具體地,可以稱作線路母線條的上部三個(gè)母線條118耦合至供電網(wǎng)140和每個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整流器或轉(zhuǎn)換器148,以便將來(lái)自電網(wǎng)140的三相AC功率提供至驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)142。在一些實(shí)施例中,來(lái)自電網(wǎng)140的三相AC功率也可以被提供至外殼100中或與外殼100相關(guān)的其它部件,諸如MCC母線和沿著MCC母線的裝置。一旦三相AC功率被提供至每個(gè)功率驅(qū)動(dòng)部108、110中的整流器或驅(qū)動(dòng)器148,則整流器148將三相AC功率轉(zhuǎn)換為DC功率,然后,經(jīng)由中間兩個(gè)母線條120將該DC功率傳輸至每個(gè)功率驅(qū)動(dòng)部件108、110中的逆變器150。 因此,中間兩個(gè)母線條120可以被稱作DC母線條120。逆變器150接收來(lái)自DC母線條120 的DC功率并經(jīng)由逆變器電路將其轉(zhuǎn)換為適合負(fù)載144的三相AC功率,逆變器電路通常包括幾個(gè)高功率開(kāi)關(guān),諸如驅(qū)動(dòng)電路和絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。然后,經(jīng)由可以被稱作負(fù)載母線條122的下部三個(gè)母線條122將該輸出功率提供至負(fù)載。如上所述,母線條112為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)142的各種不同部件和其它零件提供功率。根據(jù)本實(shí)施例,這通過(guò)經(jīng)由附加或連接零件116將各種裝置通信耦合至母線條112來(lái)實(shí)現(xiàn)。連接零件116與母線條112中的槽經(jīng)由母線夾鉗等互鎖。由于母線條112中的槽的特性,連接零件116通??梢匝刂妇€條112滑動(dòng)并固定至沿著母線條112的任何位置,使得可以容易放置連接零件116,以與裝置、電源等連接。實(shí)際上,連接零件116也可以直接耦合至裝置和/或與繼而與裝置耦合的線纜等耦合。這通過(guò)連接零件116便于了母線條112和其它電氣零件之間的功率傳輸。例如,經(jīng)由連接零件116之一和使附加連接零件116和電網(wǎng)布線相互連接的線纜,每個(gè)線路母線條118耦合至電網(wǎng)140。以下將進(jìn)一步詳細(xì)討論各種附加或連接零件116。圖3是根據(jù)本實(shí)施例通過(guò)一對(duì)支撐托架162保持并耦合至一對(duì)附接零件116的母線條160的透視圖。母線條160是壓制的金屬且可以被壓制為對(duì)于其應(yīng)用的期望的長(zhǎng)度。 根據(jù)本實(shí)施例,母線條160還被壓制成使得包括便于操作的特定橫截面特性。此外,可以使用不同金屬來(lái)提供不同的功能。例如,基于正被傳輸?shù)墓β实碾娖?,母線條160可以由鋁或銅壓制形成。關(guān)于支撐零件,示出的母線條160布置在由絕緣材料形成(例如制模)的模制托架162中。托架162被配置成可滑動(dòng)地將母線條160接收入布置在托架中的插座并將其與外殼(例如外殼100)或其它支撐零件連接。由圖3可知,支撐托架162無(wú)需直接耦合至母線條160,而與母線條160的橫截面零件164 (例如,脊)接合以防止特定方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng),同時(shí)允許母線條160橫向懸浮。如下面將要進(jìn)一步詳細(xì)描述的一樣,托架162還包括可以容納母線條160的調(diào)整裝置的零件。關(guān)于耦合至母線條160的零件,示出的附接零件116包括副母線166和線纜附接裝置168,其中副母線166用作母線條160的垂直擴(kuò)展,而線纜附接裝置168用于將母線條 160與線纜170通信耦合。具體地,副母線166包括布置在通常是平行六面體的角延伸174 的每個(gè)端部的一對(duì)托架172。副母線166可以實(shí)現(xiàn)母線條160和功率核心等之間的通信耦合。線纜附接裝置168包括角托架180和線纜170,角托架180具有用于連接至托架180的耦合零件182。線纜附接裝置168可以便于母線條160和電網(wǎng)等之間的通信耦合。作為實(shí)施例,圖4包括根據(jù)本實(shí)施例布置在外殼100中的母線系統(tǒng)200的透視圖。 母線系統(tǒng)200包括各種母線條202、附接零件204以及支撐零件206。圖4中的零件的布置展示了本實(shí)施例的靈活性的方面。例如,每個(gè)母線條202能夠在沿著母線條202的基本上任何位置實(shí)現(xiàn)與附接零件204的多個(gè)連接。具體地,例如,圖4中最下方的母線條208耦合至包括副母線和線纜附接裝置的多個(gè)附加裝置。機(jī)柜中的母線條202的布置和諸如線纜附接裝置的耦合零件204的使用示出了本實(shí)施例的可達(dá)性。例如,可以從機(jī)柜的頂部或底部將連接引入和/或引出機(jī)柜,并且這些連接經(jīng)由可以布置在沿著母線條202之一的任何位置的附接零件與母線條202之一耦合。另外,由于母線條202和相關(guān)附加裝置的屬性,這些連接基本上可以來(lái)自任何方向。具體地,例如,應(yīng)當(dāng)通過(guò)穿過(guò)機(jī)柜底部或頂部且經(jīng)由耦合至母線條202的線纜附接裝置連接至最下方或最上方的母線條202的線纜來(lái)供電。圖4也示出了根據(jù)本實(shí)施例的支撐系統(tǒng)的靈活性。例如,副母線耦合至支撐零件206,支撐零件206 不僅支撐副母線還經(jīng)由副母線的附加裝置對(duì)母線條202提供支撐。返回圖3,每個(gè)示出的附接零件116被配置成與母線條160中的槽186耦合。槽 186的橫截面包括具有擴(kuò)展腔190的窄通道188。因此,槽186可以滑動(dòng)地接收具有窄的頸部和擴(kuò)大的末端的附接零件116的部件。換句話說(shuō),當(dāng)窄的頸部置于窄通道188中而擴(kuò)大的末端置于擴(kuò)展腔190中時(shí),包括窄的頸部和擴(kuò)大的末端的附接零件的部件可以沿著槽186 中的一個(gè)滑動(dòng)。例如,在示出的實(shí)施例中,線纜附接裝置168包括穿過(guò)托架或線纜附接裝置 168的本體180且穿入槽186的一對(duì)螺栓192。螺栓192分別耦合或集成至單獨(dú)的板零件 194,該單獨(dú)的板零件194被滑動(dòng)地放置在相應(yīng)槽186的擴(kuò)展腔190內(nèi)。板零件194可以插入母線條160端部的相應(yīng)的槽186中或插入加工在每個(gè)槽186中的開(kāi)口 196中。通過(guò)這種方式將螺栓192和板196置于槽186中,螺母198可以緊固在每個(gè)螺栓192上,使得板零件 194被逆著每個(gè)槽186的內(nèi)緣牽引。因此,線纜附接零件168被緊緊地固定至母線條160。在母線條160的表面上采用多個(gè)槽186以降低附接零件116關(guān)于母線條160的力矩,并便于母線條160和附接零件116之間的均勻接觸。實(shí)際上,根據(jù)本實(shí)施例,當(dāng)母線條 160耦合至附接零件116時(shí)存在的轉(zhuǎn)矩便于了母線條160和附接零件116之間的通信接觸的供應(yīng)。應(yīng)當(dāng)注意,在圖3示出的實(shí)施例中設(shè)置了兩個(gè)槽186,在其它實(shí)施例中,可以包括附加的槽。圖5是耦合至母線條160的垂直連接零件300的透視圖。連接零件300包括與母線條160的表面304相鄰設(shè)置的基板部302。連接零件300還包括通常從基板部302垂直延伸從而通常從母線條160垂直延伸的矩形板306。連接零件300包括可以用來(lái)與線纜、其它母線條、裝置等耦合的、矩形板306中的一組孔308。如先前描述的附接零件116—樣,垂直連接零部件300經(jīng)由緊固件310耦合至母線條160,其中緊固件310包括穿過(guò)槽186的窄通道188且進(jìn)入槽的擴(kuò)展腔190的部分,使得它們滑動(dòng)地接合槽186。該滑動(dòng)接合便于了在母線條160的任何位置與母線條160的部件連接,而無(wú)需附加的硬件或支撐。另外,附接零件116與槽186協(xié)調(diào)以實(shí)現(xiàn)朝著槽186延伸并在每個(gè)槽186的擴(kuò)展腔190上方延伸的每個(gè)槽186的緣312的固定。在示出的實(shí)施例中,緊固件310是包括緊固螺栓322的螺母 320的母線夾鉗,以通過(guò)牽引置于槽186的擴(kuò)展腔190內(nèi)的螺母322的板或其它擴(kuò)大的末端 (未示出)來(lái)逆著每個(gè)槽186的緣312按壓基板部302。圖5還清楚地示出了置于槽186之間的一對(duì)較小的槽或通道330。多個(gè)這樣的通道330可以對(duì)應(yīng)于母線條160的特定特性。例如,可以期望提供通道330作為母線條160 的容量的容易可達(dá)性指示。實(shí)際上,根據(jù)本實(shí)施例,在壓制工藝期間可配置位于槽186下方且與母線條160的表面304相對(duì)的母線條160的基板部或底部340,以便可以對(duì)不同應(yīng)用提供不同厚度,而不改變槽186的幾何形狀和母線條160和/或系統(tǒng)的其它特性。例如,可以基于母線條160被配置來(lái)傳輸?shù)墓β实牧縼?lái)擴(kuò)大或縮小底部340,而不改變槽186的大小或沿著母線條160的相對(duì)邊緣的脊342的位置。這不僅提供了用于耦合附接零件116和母線條160的一致的槽幾何形狀,也提供了關(guān)于用于將母線條160保持在外殼中的諸如支撐托架162的支撐零件的穩(wěn)定性。[0048]母線條160的不同厚度可以提供用戶期望能夠容易識(shí)別的不同特性。由于母線條 160的擴(kuò)展在底部上,這在安裝時(shí)對(duì)用戶很難看見(jiàn),因此可以在母線條160的表面304上包括多個(gè)小的通道330,以便用戶可以簡(jiǎn)單觀察表面304上的通道330并識(shí)別安裝的母線條 160的特性。例如,一對(duì)通道可以對(duì)應(yīng)于高容量母線條而單個(gè)通道可以對(duì)應(yīng)于低容量母線條。母線條的其它特性也可以與壓制成每個(gè)母線的輪廓的小通道的數(shù)量協(xié)調(diào)。應(yīng)當(dāng)注意, 實(shí)施例包括利用識(shí)別通道330壓制母線條160,使得與識(shí)別通道330相關(guān)的母線條160的特性可以從壓制母線條160的時(shí)刻起被容易地識(shí)別。圖6是根據(jù)本實(shí)施例的母線條400的橫截面圖。如先前所討論的實(shí)施例一樣,母線條400包括第一槽402和第二槽404,其中每個(gè)槽402、404包括從母線條400的表面408 延伸的窄通道406和進(jìn)一步延伸進(jìn)入母線條400的本體的擴(kuò)展腔410。附圖標(biāo)記420指示了窄通道406的寬度,而附圖標(biāo)記422指示了擴(kuò)展腔410的寬度。寬度420和422之間的差異形成了擴(kuò)展腔410上方的緣426。事實(shí)上,擴(kuò)展腔410基本上寬于窄通道406,以便于附接零件與槽402、404的互鎖和附接零件與相應(yīng)緣426之間的接合。緣426的大小可以根據(jù)通道420的寬度與腔422的寬度的比率而改變。在示出的實(shí)施例中,通道的寬度與腔的寬度的比率大約為2 5。然而,在不同的實(shí)施例中可以使用各不同的比率。此外,盡管在示出的實(shí)施例中,槽402、404包括基本T形橫截面,在其它的實(shí)施例中可以包括不同的橫截面。例如,如圖7所示,母線條400可以包括具有如下橫截面的槽L型橫截面450、Y形橫截面452、三角形橫截面454、鉤型橫截面456、或這些橫截面的組合橫截面。事實(shí)上,具有窄入口點(diǎn)和寬腔的任何各種橫截面都可以壓制成母線條400。具有對(duì)稱的橫截面會(huì)很有利,這是因?yàn)椴还懿?02、404中的哪個(gè)被安置在上部,其以相同的方式作用。返回圖6,母線條400還包括從母線條400的相對(duì)邊緣延伸一對(duì)脊460。在示出的實(shí)施例中,這些脊從母線條400的前表面408和底表面462偏移。然而,在其它實(shí)施例中, 一個(gè)或兩個(gè)脊460的前壁464可以與母線條400的前表面408齊平同時(shí)保持從母線條400 的底表面462偏移。附圖標(biāo)記466指示了脊460的厚度。對(duì)于具有不同容量的各種母線條, 可以持續(xù)維持厚度466和脊460相對(duì)于母線條400的前表面408的位置,以便于與支撐零件116的合作等。如上面簡(jiǎn)要討論的,母線條400的底部470可以在某些實(shí)施例中擴(kuò)展以在維持槽零件和脊零件的相同幾何關(guān)系的同時(shí)提供額外的容量。例如,圖8描述了相對(duì)于圖6所示的母線條400具有擴(kuò)展的容量的母線條500。當(dāng)母線條500包括相對(duì)于母線條400的底部 470的擴(kuò)展底部502時(shí),槽零件和脊零件之間的幾何關(guān)系保持相同。因此,當(dāng)母線條500具有額外容量時(shí),其關(guān)于與槽402、404的連接零件的附接和在支撐托架內(nèi)設(shè)置脊460方面與母線條400具有相同的功能。事實(shí)上,附接零件自然會(huì)以相同的方式與相同的槽合作。此外,如下面將詳細(xì)描述的一樣,與根據(jù)本實(shí)施例的支撐托架的合作基本不變。圖9是根據(jù)本實(shí)施例從母線條602脫離的支撐托架600的透視圖。在示出的實(shí)施例中,支撐托架600包括壓縮模制熱集玻璃強(qiáng)化材料,其包括主開(kāi)口 604,在主開(kāi)口 604的任一側(cè)具有縫隙606??p隙606大小為接收母線條602任一側(cè)的脊610。此外,主開(kāi)口 604具有對(duì)應(yīng)于母線條602的中心部的高度614的高度612 (排除脊610的附加高度)。因此,當(dāng)母線條602置于支撐托架600中時(shí),脊610接合縫隙606并防止母線條602關(guān)于其長(zhǎng)度軸的基本轉(zhuǎn)動(dòng)或在橫跨其長(zhǎng)度軸的方向上的移動(dòng)。然而,支撐托架600和母線條602之間的接合允許橫向移動(dòng),使得母線條602基本上懸浮在托架600中,而不被緊固至托架600上,這便于其它零件附接至母線條602。應(yīng)當(dāng)注意,根據(jù)本實(shí)施例,通過(guò)可以附加到托架600上的端蓋620或置于機(jī)柜壁上的保護(hù)端部工件或其它與母線條602的端部相鄰的支撐零件622 限制橫向移動(dòng)。例如,可以經(jīng)由模制在托架600中的接合零件將端蓋緊固于托架600上。耦合至支撐部622的端蓋和/或保護(hù)端部工件也可以提供一些橫向偏差。示出的托架600中的主開(kāi)口 604包括相對(duì)于示出的母線條602的一定量的寬度容限。例如,由圖10所示的橫截面圖可知,當(dāng)母線條602插入托架600時(shí),在托架600的垂直邊緣626與母線條160的前表面630之間存在額外空間,其可以被稱為前部空間632。也存在設(shè)置于托架600的垂直邊緣634和母線條160的底表面636之間的額外空間,其可以被稱為底部空間640。提供關(guān)于示出的實(shí)施例的額外空間來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)于在制造后增加母線的容量和添加母線的長(zhǎng)度的靈活性。例如,如上所述,具有相對(duì)于示出的母線條的增加的容量的母線條可以包括擴(kuò)展底部。這種擴(kuò)展底部可以容納于底部空間640。因此,單托架型可以被制造成處理具有不同容量的寬范圍的母線條。這節(jié)約了成本并降低了復(fù)雜度。此外,前部空間632可以被用來(lái)容納用于將母線條與其它母線條或選擇架的導(dǎo)電零件結(jié)合的接頭零件。事實(shí)上,盡管根據(jù)本實(shí)施例可以將母線條壓制成基本上任何長(zhǎng)度,期望將多個(gè)母線條串聯(lián)連接在一起以在架等之間通信。如圖11所示,這可以通過(guò)將接頭650置于前部空間626 中并將接頭650耦合至母線條602和第二母線條652兩者來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)與其它附接零件耦合時(shí),接頭650可以耦合至母線條中的槽660。具體地,接頭650的接合零件可以滑過(guò)每個(gè)母線條602、652的端部,然后緊固以將母線條602、652相互保持適當(dāng)?shù)奈恢?。托?00還包括安裝零件700,安裝零件700便于不使用工具與外殼或諸如支撐零件622的支撐零件耦合。事實(shí)上,在示出的實(shí)施例中,安裝零件700包括可以穿過(guò)支撐零件 622中的縫隙702的接頭(tab)。在一些實(shí)施例中,安裝零件700和縫隙702的大小可以使得獲得快速擬合。此外,托架600的表面上的一些地形零件704與支撐零件622中的延伸部或缺口互鎖,諸如缺口 708。托架600的這些零件和支撐零件622允許安裝者將托架600 安裝在期望的位置,而無(wú)需單獨(dú)的緊固件。此外,安裝零件700與其它零件合作,使得托架 600被保持在適當(dāng)位置(無(wú)需用手),同時(shí)單獨(dú)緊固件(如螺釘)穿過(guò)托架600中的孔710 和支撐零件622中的孔712。因此,本實(shí)施例提供用戶工具,以將母線系統(tǒng)有效地固定在外殼中。圖12是根據(jù)本實(shí)施例用于制造和裝配母線條系統(tǒng)的方法800的工藝流程圖。如框 802所示,工藝從通過(guò)壓制系統(tǒng)的沖模壓制金屬形成母線條開(kāi)始??梢耘渲脡褐茩C(jī)沖模來(lái)提供具有本體、沿著本體的長(zhǎng)度布置使得它們從本體的相對(duì)邊緣延伸的一對(duì)脊的母線條,以及至少一對(duì)沿著本體長(zhǎng)度的槽。槽從本體的表面延伸進(jìn)入本體,使得每個(gè)槽具有從表面延伸到本體內(nèi)的寬腔的窄通道的橫截面???02示出的流程可以包括調(diào)整壓制機(jī)沖模,使得分別延長(zhǎng)或縮短與本體的表面相對(duì)的本體的一部分,以提供額外或更少的電傳輸能力。這無(wú)需改變脊和/或槽的幾何形狀就可以完成。一旦這樣的壓制系統(tǒng)安裝有適當(dāng)?shù)臎_模,可以非常有效地制造不同長(zhǎng)度和復(fù)制的橫截面的母線條。如塊802所示,一旦壓制了母線條,母線條被切為理想的長(zhǎng)度,如框804所示。此外,可以加工母線條以去除過(guò)量的材料和提供額外的零件。例如,框806代表向每個(gè)槽中加工開(kāi)口,使得每個(gè)加工的開(kāi)口被配置成容納具有擴(kuò)大的的末端和窄的頸部的附接零件的插入。如框808所示,本方法還可以包括(例如,經(jīng)由加工的開(kāi)口)將附接零件插入一個(gè)槽中, 使得附接零件可以沿著槽滑動(dòng)。方法800還可以包括在母線支撐系統(tǒng)中裝配母線條。例如,框810代表將母線條置于絕緣托架內(nèi),使得第一脊和第二脊穿過(guò)托架中的主開(kāi)口的任一側(cè)上的縫隙,且本體布置在主開(kāi)口中。此外,如框810所示,托架可以耦合至電氣外殼的內(nèi)部零件,使得母線沿著電氣外殼延伸。如框812所示,然后通過(guò)將這些工件耦合至托架或機(jī)柜,可以在母線條的端部和機(jī)柜之間安置絕緣端蓋和保護(hù)工件,使得母線條基本上懸浮在托架內(nèi)而不直接緊固至托架。根據(jù)本實(shí)用新型還包括如下技術(shù)方案根據(jù)本實(shí)用新型的配電母線系統(tǒng),其中所述第一槽和/或所述第二槽的窄通道的寬度與寬腔的寬度的比率約為10 15。根據(jù)本實(shí)用新型的配電母線系統(tǒng),其中所述延長(zhǎng)的金屬本體包括壓制成型的銅或招。根據(jù)本實(shí)用新型的配電母線系統(tǒng),包括布置在所述本體周圍的絕緣支撐托架,從所述本體的任一側(cè)延伸的第一脊和第二脊穿過(guò)所述托架中的主開(kāi)口的任一側(cè)上的縫隙,以在所述主開(kāi)口中支撐所述本體。根據(jù)本實(shí)用新型的配電母線系統(tǒng),包括布置在所述第一槽和所述第二槽之間且對(duì)應(yīng)于延長(zhǎng)的金屬壓制品的厚度和/或金屬類型的一個(gè)或多個(gè)淺槽,以便于識(shí)別壓制的高功率配電母線的導(dǎo)電能力。根據(jù)本實(shí)用新型的配電母線系統(tǒng),其中多個(gè)淺槽與所述延長(zhǎng)的金屬壓制品的厚度相關(guān)。根據(jù)本實(shí)用新型的制造配電母線系統(tǒng)的方法,包括壓制延長(zhǎng)的金屬壓制品,所述延長(zhǎng)的金屬壓制品包括本體;以及第一槽和第二槽,其沿著所述本體的長(zhǎng)度,所述第一槽和第二槽中的每一個(gè)從所述本體的表面延伸進(jìn)入所述本體,使得所述第一槽和所述第二槽中的每一個(gè)包括具有從表面延伸進(jìn)入所述本體內(nèi)的寬腔的窄通道的橫截面。根據(jù)本實(shí)用新型的制造配電母線系統(tǒng)的方法,包括形成進(jìn)入所述第一槽和所述第二槽中的每一個(gè)的開(kāi)口,使得每個(gè)開(kāi)口被配置成容納具有擴(kuò)大的末端和窄的頸部的附接零件的插入,使得所述附接零件一旦被插入所述第一槽或所述第二槽中,就可以沿著該附接零件插入的槽滑動(dòng),將所述擴(kuò)大的末端與所述寬腔接合,并將所述窄的頸部與所述窄通道接合。根據(jù)本實(shí)用新型的制造配電母線系統(tǒng)的方法,包括形成與分別被延長(zhǎng)或縮短以提供額外或更少電傳輸容量的本體的表面相對(duì)的本體的部分。根據(jù)本實(shí)用新型的制造配電母線系統(tǒng)的方法,包括無(wú)論所述本體被延長(zhǎng)或縮短均維持所述第一槽和所述第二槽之間的固定的幾何關(guān)系。根據(jù)本實(shí)用新型的制造配電母線系統(tǒng)的方法,包括在絕緣支撐托架中布置所述延長(zhǎng)的金屬壓制品,使得所述第一脊和第二脊穿過(guò)所述托架中的主開(kāi)口的任一側(cè)上的縫隙, 并且所述本體被布置在所述主開(kāi)口內(nèi)。根據(jù)本實(shí)用新型的制造配電母線系統(tǒng)的方法,包括將所述托架耦合至電氣外殼的內(nèi)部零件,使得所述延長(zhǎng)的金屬壓制品沿著所述電氣外殼延伸。[0070]根據(jù)本實(shí)用新型的制造配電母線系統(tǒng)的方法,包括在所述電氣外殼的側(cè)面和所述延長(zhǎng)的金屬壓制品的端部之間放置絕緣部件,使得所述延長(zhǎng)的金屬壓制品可以在所述托架內(nèi)滑動(dòng)并接觸所述絕緣部件。根據(jù)本實(shí)用新型的制造配電母線系統(tǒng)的方法,包括在所述絕緣托架內(nèi)布置所述延長(zhǎng)的金屬壓制品,而不另外耦合所述延長(zhǎng)的金屬壓制品至所述托架。根據(jù)本實(shí)用新型的制造配電母線系統(tǒng)的方法,其中所述延長(zhǎng)的金屬壓制品包括沿著所述本體的長(zhǎng)度的第一脊和第二脊,其中所述第一脊和所述第二脊從所述本體的相對(duì)邊緣延伸。根據(jù)本實(shí)用新型的系統(tǒng),其中所述絕緣支撐包括以懸浮方式接收所述輸入母線和所述輸出母線的開(kāi)口。根據(jù)本實(shí)用新型的系統(tǒng),其中所述DC導(dǎo)體包括基本上與輸入和輸出母線等同的母線部件。盡管本文只示出和描述了本實(shí)用新型的一些特征,然而,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到許多修改和變化。因此,應(yīng)當(dāng)理解附加的權(quán)利要求書(shū)旨在覆蓋落入本實(shí)用新型的真實(shí)精神內(nèi)的所有這些修改和變化。
權(quán)利要求1.一種配電母線系統(tǒng),包括延長(zhǎng)的金屬本體;第一槽和第二槽,其沿著所述本體的長(zhǎng)度并從本體的表面延伸進(jìn)入所述本體,使得所述第一槽和第二槽中的每一個(gè)包括具有從所述表面延伸進(jìn)入所述本體內(nèi)的寬腔的窄通道的橫截面;以及進(jìn)入所述第一槽和所述第二槽中的每一個(gè)的開(kāi)口,其中,在橫跨每個(gè)槽的長(zhǎng)度的方向上,每個(gè)開(kāi)口寬于各相應(yīng)的槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng),其中所述第一槽和/或所述第二槽包括T形、Y形、三角形或L形橫截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng),其中所述第一槽和/或所述第二槽的橫截面被配置成容納具有擴(kuò)大的末端和窄的頸部的附接零件的插入,使得所述附接零件一旦被插入所述第一槽或所述第二槽中,就可以沿著該附接零件插入的槽滑動(dòng),將所述擴(kuò)大的末端與所述寬腔接合,并將所述窄的頸部與所述窄通道接合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)包括副母線,所述副母線經(jīng)由與所述第一槽和所述第二槽接合的副母線耦合部件耦合至所述本體,使得所述副母線與所述本體電通信并從所述本體基本上垂直地延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)包括經(jīng)由接頭與所述延長(zhǎng)的金屬本體耦合的、另外的延長(zhǎng)的金屬本體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)包括布置在所述接頭周圍的支撐托架, 所述托架包括在主開(kāi)口的任一側(cè)具有縫隙的絕緣材料,其中所述縫隙被配置成沿著所述本體的長(zhǎng)度與一對(duì)脊接合,其中每個(gè)脊從所述本體的相對(duì)邊緣延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述主開(kāi)口被配置成容納所述本體和所述接頭的厚度,其中所述接頭在所述本體的所述表面上耦合至所述第一槽和/或所述第二槽。
8.一種用于提供配電的系統(tǒng),包括夕卜殼;布置在所述外殼中的三個(gè)輸入母線,其被配置成接收三相AC功率;耦合至所述輸入母線的轉(zhuǎn)換器,用于接收來(lái)自所述輸入母線的三相AC功率并將三相 AC功率轉(zhuǎn)化為DC功率;耦合至所述轉(zhuǎn)換器的一對(duì)DC導(dǎo)體,用于傳輸DC功率;耦合至所述DC導(dǎo)體的逆變器,用于接收DC功率并將DC功率轉(zhuǎn)換為足以驅(qū)動(dòng)負(fù)載的期望的AC功率;耦合至所述逆變器的三個(gè)輸出母線,用于將所述期望的AC功率傳輸至負(fù)載;其中所述輸入母線和所述輸出母線分別包括延長(zhǎng)的金屬壓制品,所述延長(zhǎng)的金屬壓制品包括沿著本體的長(zhǎng)度設(shè)置并從所述本體的表面延伸進(jìn)入本體的第一槽和第二槽,使得所述第一槽和所述第二槽中的每一個(gè)包括具有從所述表面延伸進(jìn)入所述本體內(nèi)的寬腔的窄通道的橫截面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)包括附接零件,所述附接零件能夠插入進(jìn)入所述母線之一的第一槽和第二槽中的每一個(gè)的開(kāi)口,其中所述附接零件包括擴(kuò)大的末端和窄的頸部,以便所述附接零件一旦被插入所述第一槽或所述第二槽中,就可以沿著該附接零件插入的槽滑動(dòng),將所述擴(kuò)大的末端與所述寬腔接合,并將所述窄的頸部與所述窄通道接合。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)包括絕緣支撐,其被固定至所述外殼且接收所述輸入母線和所述輸出母線,以在所述外殼中支撐所述輸入母線和所述輸出母線。
專利摘要本實(shí)用新型涉及配電母線系統(tǒng)及用于提供配電的系統(tǒng)??梢栽贛CC、驅(qū)動(dòng)機(jī)柜或其它這類電氣外殼中采用母線以便于功率傳輸。母線的本體包括具有從本體的相對(duì)邊緣沿著本體的長(zhǎng)度延伸的第一和第二脊的延長(zhǎng)金屬壓制品。此外,母線包括沿著本體的長(zhǎng)度延伸且從本體的表面延伸進(jìn)入本體的第一槽和第二槽,使得每個(gè)第一槽和第二槽包括具有從表面延伸進(jìn)入本體內(nèi)的寬腔的窄通道的橫截面。另外,母線包括每個(gè)槽中的加工開(kāi)口,其中每個(gè)加工開(kāi)口寬于加工開(kāi)口向其提供通路的相應(yīng)槽的寬度。
文檔編號(hào)H02B1/20GK202353012SQ20112026499
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者蘭加拉詹·M·塔拉姆, 斯科特·D·達(dá)伊, 杰里米·J·基根, 阿卜杜勒邁赫迪·卡韋赫·阿漢加爾 申請(qǐng)人:洛克威爾自動(dòng)控制技術(shù)股份有限公司