1 概述
国际上的大型跨国公司在各种新技能、新产品的推行中，常常标明是使用虚拟空间规划技能，数字化作业渠道开宣布来的。这些描绘常常让人感觉其产品开发渠道贵重，技能难以学习，并且难以使用。
而在实践中，虚拟空间规划技能，数字化作业渠道都是对三维技能的一种详细使用，是经过使用三维软件对规划的产品制造出各部分零件的立体的软件图形。经过零件的立体软件图形，调查到行将制造出设备的详细形状与内部结构及各零件的安置与合作空隙，可以完结二维绘图所完结不了的功用。
材料显现，跨国公司的研制规划现已悉数选用虚拟空间技能进行，研制产品从规划初期即用三维技能进行，其规划作用与二维技能进行的规划有着本质上的不同。而我国对虚拟空间规划技能的使用并不广泛，这首要是因为对三维技能的知道缺乏，本文以使用三维技能对杂乱电力电子产品的研制，阐明虚拟空间规划技能的使用与发生的作用。
2 虚拟空间规划技能在电力电子职业中的使用
2.1 虚拟空间规划技能在电气职业中的开展
在电气职业中，因为电气组件的特性，其结构杂乱性低，传统选用二维制图技能即可满意使用。
三维技能在电气职业中的使用没有在机械职业中的使用早，也因为前期能运转完结三维制造功用的计算机价格极为贵重，只要在大型机械体系规划中，因对零部件间的合作与空隙要求十分严厉，如军工、航天等超大型项意图研制中，方能有满足的资金使用虚拟空间规划技能。但随着计算机功用的进步，价格的下降，本来只能在大型机使用的三维软件在通用计算机上也能运转，这为虚拟空间规划技能在电力电子职业的使用供给了条件。
2.2 电力电子职业对虚拟空间规划技能的需求电力电子技能是新式的电气技能，首要的特征是电力器材与电子器材的彼此结合与彼此浸透，使用弱电操控强电。选用新式高压大功率半导体器材替代粗笨的开关器材，使本来体积巨大的电气设备体积缩小，这就对器材自身的散热性、电磁兼容性及在小空间内的装置固定等的要求越来越严。
现代电力电子设备的结构与杂乱性现已与大型杂乱机械结构挨近，因为在将不同等级，不同要求的元器材会集在一个设备时，就对每个组件的空间方位，彼此作用，安置排放有很高的要求。因为二维规划技能关于组件彼此干与，特别是空间的电气干与表达的不行清晰，常常呈现将什物样机制造完结后，才发现各种与要求不符的状况，这样不光浪费了很多的人力物力，并且极大地加长了研制完结的时刻。
关于电力电子设备的研制而言，虚拟空间规划技能渠道是电力电子设备研制的中期使用，是在完结电力电子设备原理之后，进行结构与样机规划时进行的使用。在电力电子设备研制中，制造出契合要求的结构与样机是研制过程中占用时刻最长的阶段，也是呈现过错最多、最严峻的阶段。
将虚拟空间规划技能使用于电力电子设备的研制，经过树立一个的虚拟作业渠道，使用三维规划的图形组件定位功用，可以在未制造样机前，即对各组件在不同方位，选用不同的衔接方法，对散热与相邻的绝缘等状况作准确的断定，并在样机制造前即可确认终究设备的巨细，空间的彼此排布，灵敏器材的空间环境等状况。这样可极大地减小出错率，节省很多的人力、物力与时刻。
2.3 挑选树立虚拟空间规划技能渠道的软件
树立虚拟电子渠道首要要挑选一种载体，在三维制图中，最著名的三维制图软件别离是AutoCAD、Pro/E、Solidworks。要挑选一种软件作为研制产品的虚拟作业渠道，应从多方面进行考虑，三维软件仅仅一种东西，而作为东西，最重要的是要求适用。
在以上三款软件中，本文挑选AutoCAD作为三维技能中的虚拟空间规划技能渠道的载体。首要原因是AutoCAD 软件在国内使用在三维技能上最早，是在国内具有自主知识产权的三维软件渠道，在电气职业中，其使用最为广泛。尽管Pro/E 和Solidworks的三维功用都比较强壮，但首要是面关于机械职业，一起其软件出资较大，且操作杂乱。
使用虚拟空间规划技能进行电力电子设备的研制，是使用三维技能做出的实体模型与实践中使用的设备十分挨近的特色，选用三维旋转使图形组件定位的功用进行一些本来只能在样机中才干进行的作业，达到了缩短开发周期，进步研制质量的意图。使用AutoCAD作为三维电力电子虚拟渠道，简略易学，不光与曾经的规划相兼容，不用专门装置两种软件，最重要的是可以将首要的精力用于电力电子设备的研制，而不是用于对软件操作的学习。当对AutoCAD的三维技能使用娴熟后，就会发现转用Pro/E和Solidworks 就仅仅一个习惯操作界面的问题了。
3 虚拟空间规划技能渠道的树立
3.1 虚拟空间规划技能渠道树立的要素
虚拟空间规划技能渠道和三维软件是不同的概念，计算机和三维软件结合起来，只能称为三维规划室，并不能称为虚拟空间规划技能渠道，只要在对根本模型树立完结后方能称之为虚拟空间规划技能渠道。在电力电子研制中，关于只能购买，不能制造的电力电子器材称为刚性器材，而只要将刚性器材模型树立完结的作业环境才干称之为电力电子虚拟空间规划技能渠道。
3.2 依据变频单元原理图确认刚性器材的品种在变频器单元中，既有强电输入输出，一起有操控电源输入，仅操控信号输入，电流就从几mA到几百A不等，所以对空问间隔要求极严。
要树立功率单元的虚拟空间规划技能渠道，首要依据功率单元的原理图1，将刚性器材收集出来。使用三维技能制造的是结构，是用于装置元器材的，对外部购买的规范器材，在虚拟空间规划技能作业渠道中是独立的图元，只允许进行移动，而不允许更改。对功率单元进行解析后，分解出根本刚性元器材图元有：阻隔电源变压器，操控稳妥，主操控，旁路晶闸管，旁路整流桥，扼流环，输入稳妥，输入整流桥，吸收电容，电容均压板，电解电容，IGBT。
3.3 使用三维软件树立电力电子三维规划渠道
首要在AutoCAD 软件中树立起一个名为“功率单元三维立体模型”的文件，如图2 所示。
在树立文件完结后，将其存作名为“功率单元”的CAD文件，并将其放入专用的文件夹，这表明功率单元分体系的作业空间树立完结。
对从原理图平分解出的标件的刚性组件，必须按什物进行全份额输入，其输入结构的准确性影响整个虚拟空间规划技能渠道的准确性。
关于根本图组件，参阅阐明书，并用卡尺等东西对器材外形进行丈量与校正，在数据准确的前提下，制造出三维图，制造完的每个图元便是一个刚性组件模型，并树立不同的层，将其放入相应的层中，这样就构成了一个根本的电力电子三维规划渠道，如图猿所示。
3.4 完好的虚拟空间规划技能渠道的树立
在电力电子设备研制中，使用三维技能将刚性元器材规划到最佳的空间，之后再与机械加工工艺相结合，才干称为一个完好的虚拟空间规划技能作业渠道。在开始完结的电力电子规划渠道基础上，将机械加工设备所备有加工才能的模具图形参加其间，嵌入功率单元结构规划的全过程，使研制出的设备可以直接加工制造。如图4 所示。
源使用虚拟空间规划技能渠道的研制进程
4.1 拟定研制准则
在虚拟空间规划技能渠道上进行变频器单元的研制，就要充分使用虚拟空间规划技能渠道上的图形与实践共同，即所见即为一切的作用。依据三维规划强壮的立体空间感，拟定契合虚拟空间规划技能渠道的研制准则，以进步研制的功率。
1)在组件结构规划上，以结构本体完结合作为主，削减需求人工确保装置合作精度的部件。
2)充分考虑设备的加工精度，不要规划出设备加工不出来的组件。
3)强电弱电体系别离布放，不呈现强弱电并排布线的问题。
4)组件空间安置契合EMC 规范。
5)在确保技能参数的条件下，尽量缩小体积。
4.2 设定器材空间安置
1)全体布局电力电子设备的榜首要素便是安稳，从这一要素动身，功率单元器材的根本拓扑结构选用经典的立式结构，行将电解电容按阵列方法排布，放置于功率单元底部。功率器材放置于电容阵列顶部，这样即可确保功率单元结构的合理性，又可以缩小功率单元的体积。
2)电容阵列电容阵列是在所用的子体系中体积最大的，一起也是最重的。依照布放准则将6只电解电容进行笔直放置，一起从散热结构动身，狭长形结构更为合理，故将电解电容进行三横二纵方法摆放，可以用简略的铜带衔接即可完结三串两并的电气要求。
3)功率器材安置功率器材中，整流桥和IGBT都必须装于散热器上，一起因有大功率母线与电容阵列衔接，故选用平面次序方法安置。从电磁兼容视点动身，并结合功率单元输入输出为早年部下侧稳妥输入，前部上侧端子输出，故选用将整流桥在前，IGBT在后的结构方法。
4)主控板的安置在悉数器材中，主控板的外表积最大，一起从电力电子器材的电磁兼容要求动身，从主控板的驱动到IGBT的操控端子的引线应为最短，故将主控板放在IGBT的前侧。
在虚拟空间规划技能渠道上，充分发挥实践组件都不能进行悬浮放置的特色，结合研制准则，将一切使用的组件模型在空间中进行调整摆放，并对其进行功用评价，选出最佳的安置计划，如图5所示。
4.3 规划散热体系
在这种虚拟渠道下的结构研制，需求的便是研制人员的幻想才能，而不是对实践物体的了解才能。只要是可以创新出一种新的外壳结构方法，那么就能在虚拟渠道上进行验证，以检测出其合理性，电气空隙，电磁搅扰，结构强度等一系列本来只能在什物中调查出的数据。
在虚拟作业空间中，关于电力电子器材的散热，使用空间准确认量规划的功用，将其规划为双风道散热体系，是使用强电与弱电间的屏蔽板层与散热外表构成的，如图6所示。
