Od parazitske induktivnosti do popolnoma zaprte strukture: kako laminirane bakrene zbiralke izboljšajo zanesljivost distribucijskih sistemov

V tradicionalnih sistemih za distribucijo električne energije je parazitska induktivnost diskretnih zbiralk razmeroma velika. Ko je stikalo za vklop izklopljeno, se prehodna napetost, ki jo ustvari parazitska induktivnost, prekriva z napetostjo enosmernega tokokroga, kar resno ogroža izolacijo naprav in motorjev z vklopnim stikalom. Večja ko je parazitska induktivnost, večji je obremenitveni tok in krajši kot je čas padca toka vklopnega stikala, večja postane ta nevarnost in ne bo odpravljena zaradi različne izbire naprav vklopnega stikala. Za temeljito rešitev tega problema se je pojavila tehnologija laminiranih inverterskih zbiralk.

Laminirana bakrena zbiralka, znana tudi kot laminirana zbiralka, je sestavljena iz izmeničnih plasti ravnih bakrenih vodnikov in izolacijskih filmov, prevlečenih s tankimi lepilnimi plastmi. Izpostavljeni robovi so zatesnjeni z izolacijskim sredstvom. Ta edinstvena laminirana struktura mu daje lastne električne lastnosti, kot so kapacitivnost, nizka induktivnost in nizka impedanca, ki lahko učinkovito zmanjšajo prehodni padec napetosti, zadušijo nihanje vezja in zmanjšajo elektromagnetne motnje. Z zgornjimi prednostmi se laminirani konektorji zbiralke vse pogosteje uporabljajo v močnostnih elektronskih sistemih.

Glede na različne scenarije uporabe in okoljske pogoje so laminirane bakrene palice v glavnem razdeljene na dve strukturni vrsti. Prva vrsta je več-slojna bakrena plošča in struktura stiskanja notranje izolacije, primerna za industrijske frekvenčne pretvornike UPS. V scenarijih, kot so fotovoltaični pretvorniki in pretvorniki celinske vetrne energije, dolgoročna-delovna temperatura izolacijskih materialov ne sme preseči 105 stopinj. Druga vrsta je več-slojna bakrena plošča in popolnoma zaprta kompresijska struktura z notranjo in zunanjo izolacijo, primerna za scenarije, kot so veliki železniški vlečni pretvorniki, rudarski in pomorski pogonski pretvorniki ter pretvorniki vetrne energije na morju v težkih okoljih. Izpolnjuje tudi zahtevo po dolgotrajni-delovni temperaturi izolacije, ki ne presega 105 stopinj.

Kar zadeva nizko porazdeljeno induktivnost, laminirana vodilna palica za telekomunikacije stisne pozitivne in negativne vodnike istega vezja skupaj, da izniči porazdeljeno induktivnost. Hkrati zatesnjena struktura montažnih lukenj učinkovito poveča plazilno pot, kar dodatno zmanjša vrednost induktivnosti.

Ta funkcija lahko prepreči okvaro močnostnih polprevodniških komponent zaradi inducirane visoke napetosti med postopkom preklapljanja, zmanjša ali odpravi obvodne kondenzatorje in poveča učinkovitost močnostnih komponent. Tradicionalne diskretne zbiralke ustvarjajo inducirane napetostne konice v trenutku izklopa IGBT, ki običajno zahteva vzporedne absorpcijske kondenzatorje za zatiranje. Vendar to zmanjša izhodno učinkovitost IGBT, poveča visoko-frekvenčne izgube, poveča stroške sestavnih delov in sestavljanja ter povzroči povečanje količine opreme.

Kar zadeva nadzor nad delno razelektritvijo, je izolacijska plast laminirane vodilne palice za visokotokovni pretvornik popolnoma pritrjena na bakreno ploščo z lepilnim vročim stiskanjem, brez kakršne koli zračne reže, s čimer je v osnovi odpravljena skrita nevarnost delne izpraznitve. Do delne izpraznitve običajno pride v pogojih visoke napetosti.

Če med izolacijo in bakreno ploščo obstaja zračna reža, bo to pospešilo staranje izolacije in povzročilo okvaro opreme v približno petih letih. Načrtovana življenjska doba pretvornikov vetrne energije in druge opreme je običajno 20 let, uporaba tradicionalnih ločenih laminiranih vodil za pritrditev struktur kondenzatorskih baterij pa lahko zahteva večkratne zamenjave, kar znatno poveča stroške komponent in po-prodajne stroške. Laminirana zbiralka je podvržena 100-odstotnemu testiranju delne razelektritve, preden zapusti tovarno, z življenjsko dobo izolacije več kot 25 let in lahko doseže delovanje brez vzdrževanja skozi celotno življenjsko dobo pretvornika.

Kar zadeva prilagodljivost težkim okoljem, imajo tradicionalne ločene zbiralke očitne pomanjkljivosti v okolju z vibracijami, solnim pršenjem in prahom. Dolgotrajne vibracije lahko povzročijo zrahljanje ali celo razpad povezave, vdor vlage v plast izolacije lahko povzroči razpad vmesnega sloja, kopičenje prahu pa lahko povzroči plazečo električno okvaro. Laminirana zbiralka za visokofrekvenčno varilno moč IGBT ima visoko-močno integralno vezno strukturo, ki zagotavlja dolgo-delovanje brez ohlapnosti. Pod enakimi trenutnimi pogoji je mogoče doseči optimizacijo debeline bakrene palice, kar učinkovito izboljša stabilnost in vzdržljivost sistema v kompleksnih delovnih pogojih.
 

Strukturna zasnova in shema izolacijeLaminirane bakrene zbiralkeza različne scenarije uporabe, kot so železniški tranzit, nova proizvodnja energije in industrijski prenos, je treba optimizirati in uskladiti glede na posebne delovne pogoje. Vabljeni, da nas kontaktirate za strokovni nasvet pri izbiri in inženirsko podporo, prilagojeno vašemu projektu.