结构方案设计优化技巧

产品结构方案是新产品设计阶段首先应完成的工作，其主要任务是在设计任务书中提出的技术方案经过技术部门领导和相关机构，如技术委员会初步审查并批准的基础上进行具体细化，并作为技术设计的依据之一。结构方案设计一般包括总体结构方案，主要部件结构方案，必要时还需要设计关键零件和主要零件结构方案和产品外形方案等。

总体结构方案是产品设计的重要环节，一个优秀的新产品除了产品定位准确外，还需要有好的总体结构方案。它包括：主要部件的布局方式；主要部件的结构型式是整体式还是模块化结构，并确定具体结构型式；根据产品功能与性能需要哪些内部附件和外部附件，并确定内、外部附件结构型式与外形尺寸、安装方式；产品安装与进出线方式及相关配套零件等。

1.总体结构方案设计

产品总体结构方案首先应确定主要部件布局方式。一般采用平面布置和立体布置两种方式，我国早期低压电器产品主要部件以平面布置为主，这种布局方式的产品结构简单，制造方便，但外形尺寸特别是产品宽度相对较大。采用立体布置产品结构紧凑、外形较小，但产品结构相对复杂，制造工艺要求较高。从我国第二代产品开始总体结构大多采用立体布置。产品总体结构设计究竟采用哪一种方案，应根据不同的产品类型、产品定位、产品使用方式和产品使用场合等因素确定。

另外，对大容量产品结构型式是否采用中容量产品拼装，还是采用整体式结构，主要考虑大容量产品生产批量和大容量产品外形尺寸要求。若生产批量很少、一般拟采用拼装式结构，因为大容量产品采用整体式结构，其壳架、底板等零件模具很大，成本很高。采用拼装式结构，可节省大量模具费用，也便于生产管理。如DW45-6300壳架等级断路器，采用两台DW45-3200触头灭弧系统和导电回路拼装而成，当然智能控制器与操作机构仅用一套。若大容量产品有一定批量，产品利润空间较大，则可采用整体式结构。整体式结构产品体积与安装尺寸会更小一些，有助于成套开关设备小型化。

对大容量真空接触器（1000A以上）的真空灭弧室是采用中容量真空灭弧室并联，还是采用整体式大容量真空灭弧室，从技术上分析各有利弊。对2000A真空灭弧室可以采用两个1000A真空灭弧室并联，其优点是真空灭弧室制造成本降低，便于生产管理。但是，能否采用真空灭弧室并联方案，主要考虑真空灭弧室回路的电阻稳定性。若回路电阻分散性很大，会造成两个真空灭弧室电流分配不匀，造成温升过高；其次，若采用两个真空灭弧室并联的结构方案，必将造成产品宽度与产品安装尺寸较大。另外，能否采用一个大容量真空灭弧室还要考虑分断能力的要求。若真空接触器分断能力在8～10kA以下，则真空灭弧室只要采用平板对接式触头即可，灭弧室结构相对简单，制造成本也低。若分断能力要求在10kA以上，为防止分断过程中形成稳定的阳极斑点，需要采用带磁吹结构的灭弧室。这样的真空灭弧室结构复杂，制造成本也高。究竟采用哪一种方案应需综合考虑。

对小容量交流接触器结构方案除考虑自身产品定位、性能要求外，还需要从系统角度与电动机保护断路器、热继电器、电子式过载继电器配套考虑。国外最新一代小容量交流接触器与同容量电动机保护断路器、热继电器、电子式电动机保护器产品宽度和相间距离完全一致。产品之间连接不通过外接导线（或铜排），下级产品进线端直接与上级产品出线端连接，形成组合式电器。

2.主要部件结构方案设计(www.xing528.com)

在低压电器主要部件具体结构设计中。主要部件、附件采用模块化设计是低压电器设计技术与产品性能的重大飞跃。我国低压电器采用模块化结构是从20世纪第三代产品研发开始的，但其产品模块化结构还处于低级阶段。21世纪初开发的第四代产品模块化部件、附件品种明显增加，模块化水平也上了新的台阶。但是，目前我国低压电器产品的部件模块化程度总体水平不高，有待进一步完善与提高，也是我国低压电器产品发展的方向之一。

采用模块化部件的特征和优点如下：

（1）模块化部件所有零件可独立组装成部件，不与其他部件中某一零件有机械上的连接。

（2）模块化部件可以整体装拆，且装拆方式十分便捷。

（3）产品部件模块化设计是产品多功能组合的需要。特别是功能部件模块化是十分必需的，因为很多功能不是所有用户都有要求，往往是不同用户、使用对象对产品功能有不同的要求。在这种情况下，若采用传统的整体式结构，在组合不同功能产品时就十分不便。如过电压保护模块、通信模块、剩余电流保护模块、可逆转换模块、智能控制模块等，可根据用户的不同要求，增减相应的模块。

（4）功能部件模块化也是低压电器派生不同规格品种产品的需要。以塑壳断路器为例，脱扣器有电磁式、电子式，还有各种类型剩余电流保护模块。如各类脱扣器采用模块化结构，且模块外形与连接方式相同，只要更换不同脱扣器模块就可以派生不同类型塑壳断路器。这不仅给生产管理带来方便，也给用户选用、更改、维护带来方便。