От паразитной индуктивности к полностью герметичной конструкции: как шины из ламинированной меди повышают надежность распределительных систем

В традиционных системах распределения электроэнергии паразитная индуктивность дискретных шин относительно велика. Когда выключатель питания выключен, переходное напряжение, создаваемое паразитной индуктивностью, перекрывается с напряжением цепи постоянного тока, создавая серьезную угрозу для изоляции устройств выключателя питания и двигателей. Чем больше паразитная индуктивность, чем больше ток нагрузки и чем короче время падения тока силового ключа, тем более значительной становится эта опасность, и она не будет устранена из-за различного выбора устройств силового ключа. Чтобы коренным образом решить эту проблему, появилась технология ламинированных инверторных шин.

Ламинированная медная шина, также известная как ламинированная шина, состоит из чередующихся слоев плоских медных проводников и изолирующих пленок, покрытых тонкими слоями клея. Открытые края герметизируются изоляционным материалом. Эта уникальная ламинированная структура наделяет его собственными электрическими характеристиками, такими как емкость, низкая индуктивность и низкий импеданс, которые могут эффективно уменьшать переходное падение напряжения, подавлять колебания в цепи и минимизировать электромагнитные помехи. Благодаря вышеперечисленным преимуществам ламинированные соединители шин находят все более широкое применение в силовых электронных системах.

В зависимости от различных сценариев применения и условий окружающей среды ламинированные медные стержни в основном делятся на два структурных типа. Первый тип представляет собой многослойную медную пластину и внутреннюю изоляционную компрессионную конструкцию, подходящую для промышленных преобразователей частоты ИБП. В таких сценариях, как фотоэлектрические преобразователи и преобразователи энергии внутреннего ветра, долгосрочная-рабочая температура изоляционных материалов не должна превышать 105 градусов. Второй тип представляет собой много-слойную медную пластину и полностью закрытую компрессионную конструкцию с внутренней и внешней изоляцией, подходящую для таких сценариев, как крупные железнодорожные тяговые преобразователи, преобразователи для горнодобывающей и морской промышленности, а также преобразователи энергии морского ветра, работающие в суровых условиях. Он также соответствует требованиям долгосрочной-рабочей температуры изоляции, не превышающей 105 градусов.

Благодаря низкой распределенной индуктивности ламинированная шина для телекоммуникаций сжимает положительные и отрицательные проводники одной и той же цепи вместе, чтобы нейтрализовать распределенную индуктивность. В то же время герметичная конструкция монтажных отверстий эффективно увеличивает путь утечки, еще больше снижая значение индуктивности.

Эта функция может предотвратить пробой силовых полупроводниковых компонентов из-за высокого напряжения, наведенного во время процесса переключения, уменьшить или исключить развязывающие конденсаторы и максимизировать эффективность силовых компонентов. Традиционные дискретные шины генерируют всплески наведенного напряжения в момент выключения IGBT, для подавления которых обычно требуются параллельные поглощающие конденсаторы. Однако это снижает выходную эффективность IGBT, увеличивает высокочастотные потери-, увеличивает затраты на компоненты и сборку и приводит к увеличению объема оборудования.

Что касается контроля частичного разряда, изоляционный слой ламинированной шины для сильноточного инвертора полностью приклеен к медной пластине посредством горячего прессования клея, без каких-либо воздушных зазоров, что принципиально исключает скрытую опасность частичного разряда. Частичный разряд обычно происходит в условиях высокого напряжения.

Если между изоляцией и медной пластиной имеется воздушный зазор, это ускорит старение изоляции и приведет к выходу оборудования из строя примерно через пять лет. Расчетный срок службы ветряных преобразователей и другого оборудования обычно составляет 20 лет, а использование традиционных отдельных ламинированных шин для монтажа конструкций батарей конденсаторов может потребовать многократной замены, что значительно увеличивает стоимость компонентов и после-продажные затраты. Ламинированная шина перед отправкой с завода проходит 100% испытание на частичный разряд, имеет срок службы изоляции более 25 лет и может работать без технического обслуживания на протяжении всего срока службы инвертора.

С точки зрения адаптации к суровым условиям традиционные разделенные шины имеют очевидные недостатки в условиях вибрации, солевого тумана и пыли. Длительная вибрация может вызвать ослабление или даже разрушение соединения, проникновение влаги в изоляционный слой может вызвать межслойный пробой, а скопление пыли может вызвать ползучий электрический пробой. Ламинированная шина для высокочастотных сварочных силовых IGBT имеет высокопрочную-структуру интегрального соединения, обеспечивающую длительную-работу без расшатывания. В тех же текущих условиях можно добиться оптимизации толщины медных стержней, что эффективно повысит стабильность и долговечность системы в сложных условиях работы.
 

Конструктивный расчет и схема изоляцииЛаминированные медные шиныДля различных сценариев применения, таких как железнодорожный транспорт, производство новой энергии и промышленная передача, необходимо оптимизировать и адаптировать их в соответствии с конкретными условиями работы. Добро пожаловать к нам для получения профессиональной консультации по выбору и технической поддержки с учетом вашего проекта.