От паразитна индуктивност до напълно запечатана структура: как ламинираните медни шини подобряват надеждността на разпределителните системи

В традиционните електроразпределителни системи паразитната индуктивност на дискретните шини е сравнително голяма. Когато превключвателят на захранването е изключен, преходното напрежение, генерирано от паразитна индуктивност, се припокрива с напрежението на веригата за постоянен ток, което представлява сериозна заплаха за изолацията на превключвателите на захранването и двигателите. Колкото по-голяма е паразитната индуктивност, толкова по-голям е токът на натоварване и колкото по-кратко е времето за падане на тока на превключвателя на захранването, толкова по-значима става тази опасност и няма да бъде елиминирана поради различен избор на устройства за превключване на захранването. За фундаментално решаване на този проблем се появи технологията за ламинирани инверторни шини.

Ламинираната медна шина, известна още като ламинирана шина, се състои от редуващи се слоеве от плоски медни проводници и изолационни филми, покрити с тънки адхезивни слоеве. Откритите ръбове са запечатани с изолираща среда. Тази уникална ламинирана структура му придава присъщи електрически характеристики като капацитет, ниска индуктивност и нисък импеданс, които могат ефективно да намалят преходния спад на напрежението, да потиснат колебанията на веригата и да сведат до минимум електромагнитните смущения. С горните предимства, ламинираните шинни съединители се използват все по-широко в силови електронни системи.

Според различни сценарии на приложение и условия на околната среда, ламинираните медни пръти се разделят главно на два структурни типа. Първият тип е много-слойна медна плоча и вътрешна изолационна компресионна структура, подходяща за промишлени честотни преобразуватели UPS. В сценарии като фотоволтаични преобразуватели и преобразуватели на вътрешна вятърна енергия, дългосрочната-работна температура на изолационните материали не трябва да надвишава 105 градуса. Вторият тип е много-слойна медна плоча и напълно затворена компресионна структура с вътрешна и външна изолация, подходяща за сценарии като големи преобразуватели на железопътна тяга, преобразуватели за минно и морско задвижване и преобразуватели на офшорна вятърна енергия с тежки условия. Освен това отговаря на изискването за работна температура на дългосрочната изолация, която не надвишава 105 градуса.

По отношение на ниската разпределена индуктивност, ламинираната шина за телеком компресира положителните и отрицателните проводници на една и съща верига заедно, за да елиминира разпределената индуктивност. В същото време, запечатаната структура на монтажните отвори ефективно увеличава пътя на пълзене, като допълнително намалява стойността на индуктивността.

Тази функция може да предотврати повреда на силови полупроводникови компоненти поради индуцирано високо напрежение по време на процеса на превключване, да намали или премахне байпасните кондензатори и да увеличи максимално ефективността на силовите компоненти. Традиционните дискретни шини генерират индуцирани пикове на напрежението в момента на изключване на IGBT, което обикновено изисква паралелни абсорбционни кондензатори за потискане. Това обаче намалява изходната ефективност на IGBT, увеличава-загубите на висока честота, увеличава разходите за компоненти и сглобяване и води до разширяване на обема на оборудването.

По отношение на контрола на частичното разреждане, изолационният слой на ламинираната шина за силнотоков инвертор е напълно свързан към медната плоча чрез горещо пресоване с лепило, без никаква въздушна междина, като по този начин основно елиминира скритата опасност от частично разреждане. Частично разреждане обикновено се получава при условия на високо напрежение.

Ако има въздушна междина между изолацията и медната плоча, това ще ускори стареенето на изолацията и ще причини повреда на оборудването в рамките на около пет години. Проектният живот на преобразувателите на вятърна енергия и друго оборудване обикновено е 20 години и използването на традиционни разделени ламинирани шини за монтажни структури на кондензаторни батерии може да изисква многократна подмяна, което значително увеличава разходите за компоненти и след-продажби. Ламинираната шина се подлага на 100% тест за частичен разряд, преди да напусне фабриката, с живот на изолацията над 25 години и може да постигне работа без поддръжка през целия живот на инвертора.

По отношение на адаптивността към тежки среди, традиционните разделени шини имат очевидни недостатъци по отношение на вибрации, солен спрей и прах. Дългосрочните вибрации могат да причинят разхлабване или дори разпадане на връзката, проникването на влага в изолационния слой може да причини разрушаване на междинния слой, а натрупването на прах може да причини пълзящо електрическо повреда. Ламинираната шина за високочестотна заваръчна мощност IGBT приема високо-интегрална структура на свързване, за да осигури дългосрочна-работа без разхлабване. При същите текущи условия може да се постигне оптимизиране на дебелината на медния прът, което ефективно подобрява стабилността и издръжливостта на системата при сложни работни условия.
 

Конструктивният проект и изолационната схема наЛаминирани медни шиниза различни сценарии на приложение, като железопътен транзит, ново производство на енергия и промишлен пренос, трябва да бъдат оптимизирани и съгласувани според специфичните работни условия. Добре дошли да се свържете с нас за професионален съвет за подбор и инженерна поддръжка, съобразени с вашия проект.