De la inductanța parazită la structura complet etanșă: cum barele colectoare din cupru laminat îmbunătățesc fiabilitatea sistemelor de distribuție

În sistemele tradiționale de distribuție a energiei, inductanța parazită a barelor colectoare discrete este relativ mare. Când întrerupătorul de alimentare este oprit, tensiunea tranzitorie generată de inductanța parazită se suprapune cu tensiunea circuitului de curent continuu, reprezentând o amenințare gravă pentru izolarea dispozitivelor și motoarelor comutatorului de alimentare. Cu cât este mai mare inductanța parazitară, cu atât este mai mare curentul de sarcină și cu cât timpul de scădere a curentului este mai scurt al comutatorului de alimentare, cu atât acest pericol devine mai semnificativ și nu va fi eliminat datorită selecției diferite a dispozitivelor comutatorului de alimentare. Pentru a rezolva în mod fundamental această problemă, a apărut tehnologia barelor colectoare cu invertor laminat.

Bara de cupru laminat, cunoscută și sub denumirea de bară de colectare laminată, este compusă din straturi alternative de conductori plate de cupru și filme izolatoare acoperite cu straturi adezive subțiri. Marginile expuse sunt sigilate cu mediu izolator. Această structură laminată unică îi conferă caracteristici electrice inerente, cum ar fi capacitatea, inductanța scăzută și impedanța scăzută, care pot reduce în mod eficient căderea tranzitorie de tensiune, suprima oscilația circuitului și reduce la minimum interferența electromagnetică. Cu avantajele de mai sus, conectorii de bare colectoare laminate au fost din ce în ce mai utilizați în sistemele electronice de putere.

În funcție de diferite scenarii de aplicare și condiții de mediu, barele de cupru laminat sunt în principal împărțite în două tipuri structurale. Primul tip este o placă de cupru cu mai multe straturi și o structură de compresie a izolației interioare, potrivită pentru convertoarele de frecvență industriale UPS. În scenarii precum convertoare fotovoltaice și convertoare de energie eoliană interioară, temperatura de lucru pe termen lung a materialelor de izolație nu trebuie să depășească 105 grade . Al doilea tip este o placă de cupru multi-strat și o structură de compresie complet închisă, cu izolație interioară și exterioară, potrivită pentru scenarii precum convertoare mari de tracțiune feroviară, convertoare de antrenare minieră și marină și convertoare de energie eoliană offshore cu medii dure. Îndeplinește, de asemenea, cerințele de temperatură de lucru a izolației pe termen lung, care să nu depășească 105 de grade .

În ceea ce privește inductanța distribuită scăzută, bara de bus laminată pentru telecomunicații comprimă conductoarele pozitive și negative ale aceluiași circuit pentru a anula inductanța distribuită. În același timp, structura etanșă a găurilor de montare mărește efectiv distanța de curgere, reducând și mai mult valoarea inductanței.

Această caracteristică poate preveni defalcarea componentelor semiconductoarelor de putere din cauza tensiunii înalte induse în timpul procesului de comutare, poate reduce sau elimina condensatorii de bypass și poate maximiza eficiența componentelor de putere. Barele colectoare discrete tradiționale generează vârfuri de tensiune induse în momentul opririi IGBT, care necesită de obicei condensatoare de absorbție paralele pentru a suprima. Cu toate acestea, aceasta reduce eficiența ieșirii IGBT, crește pierderile de-frecvență înaltă, crește costurile cu componente și asamblare și duce la extinderea volumului echipamentului.

În ceea ce privește controlul descărcării parțiale, stratul de izolație al barei colectoare laminate pentru invertorul de curent ridicat este complet lipit de placa de cupru prin presare la cald adeziv, fără nici un spațiu de aer, eliminând astfel în mod fundamental pericolul ascuns al descărcării parțiale. Descărcarea parțială are loc de obicei în condiții de înaltă tensiune.

Dacă există un spațiu de aer între izolație și placa de cupru, aceasta va accelera îmbătrânirea izolației și va cauza defecțiuni ale echipamentului în aproximativ cinci ani. Durata de viață proiectată a convertizoarelor de energie eoliană și a altor echipamente este de obicei de 20 de ani, iar utilizarea barelor colectoare laminate separate tradiționale pentru montarea structurilor băncilor de condensatoare poate necesita înlocuiri multiple, crescând semnificativ costurile componente și post{2}}vânzare. Bara colectoare laminată este supusă testului de descărcare parțială 100% înainte de a părăsi fabrica, cu o durată de viață a izolației de peste 25 de ani și poate obține o funcționare fără întreținere pe toată durata de viață a invertorului.

În ceea ce privește adaptabilitatea la medii dure, barele tradiționale separate au deficiențe evidente în mediile cu vibrații, pulverizare de sare și praf. Vibrațiile pe termen lung pot provoca slăbirea sau chiar dezintegrarea conexiunii, infiltrarea umidității în stratul de izolație poate provoca defectarea stratului intermediar, iar acumularea de praf poate provoca o defecțiune electrică târâtoare. Bara de bus laminată pentru puterea de sudare de înaltă frecvență IGBT adoptă o structură de lipire integrală-de înaltă rezistență pentru a asigura funcționarea pe termen lung-fără slăbiciune. În aceleași condiții actuale, se poate obține optimizarea grosimii barelor de cupru, îmbunătățind efectiv stabilitatea și durabilitatea sistemului în condiții complexe de lucru.
 

Proiectarea structurală și schema de izolare aBare colectoare din cupru laminatpentru diferite scenarii de aplicare, cum ar fi tranzitul feroviar, generarea de energie nouă și transportul industrial, trebuie optimizate și adaptate în funcție de condițiile de lucru specifice. Bine ați venit să ne contactați pentru sfaturi profesionale de selecție și asistență tehnică adaptată proiectului dumneavoastră.