減少電氣接頭發(fā)熱的方法和采用該方法的銅排的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種減少電氣接頭發(fā)熱的方法，該電氣接頭的銅排改單面饋電為雙面 或多面饋電，減小流過單位接觸面電流。
[0002] 本發(fā)明還涉及一種減少電氣接頭發(fā)熱的銅排，母排連接件采用銅板對(duì)折彎曲壓 平，其中包括電氣元件連接銅排結(jié)構(gòu)件的改變，增加過渡板和墊板。
【背景技術(shù)】
[0003] 目前電力電子行業(yè)發(fā)展很快，以高低壓變頻器為例，大功率模塊的使用要求機(jī)箱、 機(jī)柜更加緊湊和小型化，散熱問題中首當(dāng)其沖的是減少電氣接頭的發(fā)熱，包括母排間連接、 電纜接線端子和母排的連接、母排和功率器件或電器元件的連接處發(fā)熱。導(dǎo)體連接的接觸 電阻，將電能以熱的形式消耗，如何減小接觸電阻、減少電能損耗，需要研究新的連接方式 來解決。實(shí)際應(yīng)用中，為防止電氣接頭的局部發(fā)熱，而引發(fā)接觸電阻加大溫度進(jìn)一步升高的 惡性循環(huán)，需提高母排截面積載流量，減小電流密度來增大安全系數(shù)，這樣增加了銅材的 使用量。
[0004] 在中國(guó)實(shí)用新型專利公開說明書CN 22585459Y公開了一種"U"形槽電氣連接件， 母排插接在"U"形槽內(nèi)用連接孔鎖緊，"U"形槽內(nèi)側(cè)壓制凹點(diǎn)以及燙錫層。這種結(jié)構(gòu)形式 不能在母排進(jìn)入連接處前降低發(fā)熱，在一些連接部位不易實(shí)現(xiàn)，效果有限，但不失為一種輔 助的散熱措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種減少電氣接頭發(fā)熱的方法，其電氣接頭處將 導(dǎo)體串聯(lián)變并聯(lián)，以減小電阻，即把單面饋電變雙面或多面饋電，增加有效散熱面。
[0006] 本發(fā)明另一個(gè)要解決的技術(shù)問題是提供一種能充分利用數(shù)控加工技術(shù)，以簡(jiǎn)單的 結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體并聯(lián)，各種連接方式的銅件有足夠的散熱面積且節(jié)省銅材。 上述電氣接頭包括作為導(dǎo)體的線鼻子、銅排以及與連接結(jié)構(gòu)相關(guān)的過渡件、墊板和接 線端子，本發(fā)明的減少電氣接頭發(fā)熱的方法如下：每組緊固件連接的電氣接頭兩端分別有 二條以上導(dǎo)體引出，發(fā)熱器件連接端同樣有二條以上導(dǎo)體引出，引出的導(dǎo)體之間有間隔；如 電力設(shè)備輸入、輸出接線端子用二條壓接電纜線的線鼻子引出，另一端連接二條以上的銅 排。一改常規(guī)導(dǎo)體端頭的單面搭接或?qū)w一端順次疊加連接，要求導(dǎo)體間交錯(cuò)疊加連接，此 處導(dǎo)體包括線鼻子和銅排?？紤]銅排間散熱和同相關(guān)元件配合關(guān)系，增加墊板調(diào)節(jié)導(dǎo)體接 觸面之間的高度，其材料為耐熱絕緣板，也可以采用相對(duì)銅電導(dǎo)率低及熱導(dǎo)率高的鋁板參 與散熱。
[0007] 本發(fā)明過渡件由對(duì)折彎曲縱斷面略呈Y形的銅板構(gòu)成，其開口部分為單層且平行 夾持所配墊板；過渡件也有縱斷面略呈臺(tái)階形的銅板構(gòu)成形式。銅排不燙錫而過渡件采 用薄銅板雙面燙錫，以節(jié)省成本，燙錫可以補(bǔ)賞導(dǎo)電銅排加工的平面變形，實(shí)現(xiàn)良好的面接 觸。
[0008] 緊固件由螺釘和崁在接線端子壓接面下的螺母構(gòu)成；或由螺釘和銅質(zhì)或碳鋼的螺 母板構(gòu)成，螺母板即在板料上有兩個(gè)以上的沖孔翻邊螺孔或直接采用鉚螺母，對(duì)小距離螺 孔安裝方便可靠。線鼻子由銅鋁過渡構(gòu)成，壓接部位為銅質(zhì)，降低成本。
[0009] 減少電氣接頭發(fā)熱方法的銅排采用薄銅板或薄銅包鋁板，薄板熱變形相對(duì)小，機(jī) 械鎖緊后的連接面接觸好，接觸電阻值小，局部發(fā)熱量小。另外，對(duì)折彎曲的雙層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生 集膚效應(yīng)和散熱雙重作用，它是按照下述鈑金工藝步驟制得的，各銅件展開圖排樣套裁，在 對(duì)折彎曲線處等距開方形防裂和菱形對(duì)線工藝孔，先沖孔落料再打彎，對(duì)折彎曲后壓平，要 求對(duì)折后的相關(guān)孔位對(duì)正，菱形工藝孔尖角作折彎定位。
[0010] 作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，銅排成形后對(duì)折彎曲壓平，銅排一端鉚接銅柱與模塊壓接緊 固，另一端與銅排交錯(cuò)加螺母板搭接緊固；或由銅排三端頭與模塊壓接緊固，另一端兩層夾 住接觸器連接緊固。
[0011] 作為另一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，銅排采用對(duì)折彎曲局部壓平，縱斷面略呈Q形，分成兩條導(dǎo) 體饋電流，銅排一端與模塊螺接，銅排另一端與二個(gè)線鼻子在接線端子上連接，絕緣支撐可 穩(wěn)定多條銅件，還分隔銅排起散熱作用。
[0012] 如果因減薄銅排造成寬度穿不過霍爾傳感器，解決方案是先在銅排的寬度方向?qū)?稱開缺保證尺寸，其一端中間開槽至工藝孔，螺釘過孔分開二半，槽寬取1~4mm ;然后用手 指同時(shí)向內(nèi)施力，將分割的兩片錯(cuò)位疊加減小寬度，霍爾傳感器內(nèi)腔穿進(jìn)缺口處放手回彈 到原來位置，開缺尺寸剛好為霍爾傳感器內(nèi)腔寬度。
[0013] 本發(fā)明電氣接頭母排連接件可以大量采用薄銅板對(duì)折彎曲壓平工藝，其中包括適 應(yīng)電氣元件連接對(duì)銅排結(jié)構(gòu)件的改變，增加過渡板和墊板，即省銅材又有自散熱的效果。
【附圖說明】
[0014] 下面結(jié)合附圖所描述的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明減少電氣接頭發(fā)熱的方法和采用該方 法的銅排作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)二個(gè)線鼻子和銅排連接的示意圖。
[0016] 圖2是圖1所示的等效電路圖。
[0017] 圖3是本發(fā)明二個(gè)線鼻子和銅排連接的示意圖。
[0018] 圖4是圖3所示的等效電路圖。
[0019] 圖5為本發(fā)明一個(gè)霍爾傳感器包含四種電氣連接方式的縱向視圖，其中接線端子 局部剖視。
[0020] 圖6為本發(fā)明包含二個(gè)霍爾傳感器的銅排結(jié)構(gòu)立體圖。
[0021] 圖7為本發(fā)明包含三個(gè)線鼻子的銅排結(jié)構(gòu)縱向剖視圖。
[0022] 圖8為本發(fā)明帶絕緣支撐的銅排結(jié)構(gòu)立體圖。
[0023] 圖9是本發(fā)明銅鋁過渡線鼻子的立體圖。
[0024] 圖10為本發(fā)明包含二個(gè)接觸器的銅排結(jié)構(gòu)立體圖。
[0025] 圖11是圖10在I處所示薄銅板對(duì)折彎曲壓平的局部放大圖。
[0026] 圖12是圖11所示薄銅板對(duì)折彎曲壓平的展開圖。
[0027] 圖13為本發(fā)明未安裝霍爾傳感器的銅排立體圖。
[0028] 圖14是圖13所示銅排手壓變形的立體圖。
[0029] 圖15是圖14所示銅排在霍爾傳感器裝入時(shí)的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 在純電阻電路中假定導(dǎo)體之間的接觸面電阻和接觸壓力恒定，不計(jì)導(dǎo)體直流電 阻，根據(jù)電學(xué)功率公式p=l2r，電氣接頭接觸電阻r的發(fā)熱功率P與電流I(i)的平方成正比， 與接觸電阻r成正比。圖1是現(xiàn)有電路二個(gè)線鼻子1和銅排連接的示意圖，從圖2的電阻 串聯(lián)等效電路圖可知di+id= |i，所以，
；圖3是二個(gè)線 鼻子1和三條銅排連接的示意圖，從圖4的電阻并聯(lián)等效電路圖可知：
I，所 以，
接觸發(fā)熱功率