Analyse van de oorzaken van falen van gelamineerde inverterrails: meerdere factoren die de stabiliteit van apparatuur beïnvloeden

In het besturingssysteem van de omvormer dienen de gelamineerde omvormerrails als het belangrijkste stroomtransmissiekanaal dat kritische componenten zoals condensatoren en IGBT-modules met elkaar verbindt. Hun operationele stabiliteit bepaalt rechtstreeks de prestaties en veiligheid van de omvormer. Het is duidelijk dat het falen van de gelamineerde staven gemakkelijk kan leiden tot ernstige fouten in de omvormer, zoals overspanning, overstroom of zelfs directe kortsluiting, waardoor de normale werking van het gehele energietransmissiesysteem wordt beïnvloed. Daarom is het onderzoeken van de oorzaken van storingen en het beperken van foutrisico's een belangrijk aandachtspunt geworden in de vermogenselektronica-industrie. De kwaliteit en het ontwerprationaliteit van de gelamineerde rails zijn kernfactoren die hun levensduur beïnvloeden.

Experts uit de industrie wijzen erop dat het falen van gelamineerde busbars met omvormers niet door één enkele factor wordt veroorzaakt. Hiervan zijn veroudering en defecten aan de isolatie de belangrijkste oorzaken, die vooral verband houden met de bedrijfsomgeving en het productieproces op de lange termijn. Wanneer omvormers lange tijd in hoge -temperaturen staan, zullen de isolatiematerialen zoals PET, PEN en PI in de gelamineerde staaf geleidelijk bros worden en hun isolerende eigenschappen verliezen, wat uiteindelijk kan leiden tot kortsluiting tussen de lagen. Als de procesbeheersing tijdens de productie niet goed is, ontstaan ​​er gaten of luchtbellen in de isolatielaag. Onder invloed van hoge-frequentie en hoge-spanningsbalkspanning zal er gedeeltelijke ontlading (PD) optreden, wat zal leiden tot isolatiebreuk na accumulatie op lange- termijn. Bovendien kunnen een onjuiste behandeling van de gelamineerde randen en een onvoldoende isolatieafstand (kruipafstand) er ook gemakkelijk voor zorgen dat de randen van de tussenlagen doorbranden. Dit probleem is vooral prominent aanwezig bij gelamineerde rails voor toepassingen bij hoge temperaturen.

Fabricagefouten zijn ook een belangrijke oorzaak van het falen van gelamineerde railsystemen, waardoor de structurele stabiliteit en isolatieprestaties van de rail rechtstreeks worden beïnvloed. Ongelijkmatige laminering of delaminatie komt vrij vaak voor. Als gevolg van onvoldoende hechting tussen de koperen staaf en de isolatielaag hoopt zich lucht op op de delaminatiepunten, wat leidt tot gedeeltelijke ontlading of elektrische veldconcentratie, waardoor het falen van de staaf wordt versneld. Als er vóór het lamineren vuil, vocht of metaalspaanders op het oppervlak van de koperen staaf aanwezig zijn, kan dit leiden tot plaatselijke verdunning van de isolatielaag, waardoor er zelfs geleidende kanalen kunnen ontstaan ​​en er potentiële fouten kunnen ontstaan. Tegelijkertijd kunnen bramen die zijn overgebleven na het snijden van koperstaven niet op tijd worden verwijderd, de isolatiefilm doorboren en direct kortsluiting veroorzaken. Dit stelt hogere eisen aan de productieprecisie van gelamineerde koperstaven.

Thermische uitzetting en mechanische spanningsschade versnellen het uitvalpercentage van de gelamineerde stroomrail verder. Regelmatig opstarten en uitschakelen van de omvormer leidt tot afwisselend hoge en lage belastingen. Als gevolg van de verschillende thermische uitzettingscoëfficiënten van de koperen staaf en de isolatielaag, treedt herhaalde thermische uitzetting en samentrekking op, waardoor afpelspanning tussen de lagen ontstaat. Dit versnelt de scheiding van de isolatielaag van de koperen staaf, wat resulteert in schade door thermische cyclische vermoeidheid. Als de omvormer zich in een omgeving met aanzienlijke trillingen bevindt, zal dit de vermoeidheidsbreuk van het toch al kwetsbare gelamineerde materiaal verder verergeren. Dit probleem is vooral prominent aanwezig in scenario's met aanzienlijke trillingen, zoals toepassingen in de automobiel- en windenergiesector, wat een uitdaging vormt voor de stabiliteit van de gelamineerde busbar voor IGBT I/O van windmolenomvormers.

Overspanning en tijdelijke spanningspieken kunnen de gelamineerde railisolatie direct doorboren, waardoor plotselinge storingen kunnen optreden. Als het snubbercircuit uitvalt of niet goed is ontworpen, genereert de IGBT extreem hoge spanningspieken op de balk tijdens hoogfrequente schakeling. Als deze pieken de tolerantielimiet van de isolatie overschrijden, zullen ze de isolatie onmiddellijk doorboren. Bovendien kunnen DC-ingangspieken die een te hoge staafspanning veroorzaken ook direct de isolatie beschadigen, wat kan leiden tot staafstoringen. Dit stelt hoge eisen aan de rationaliteit van het gelamineerde staafontwerp.

Chemische corrosie uit de omgeving kan ook de levensduur van gelamineerde rails beïnvloeden, waardoor indirect defecten ontstaan. Als de externe omgeving vochtig is of als er corrosieve gassen in de omvormer sijpelen, zullen de koperen staven oxideren en elektrochemische corrosie ondergaan, waardoor de gelamineerde isolatielaag erodeert, waardoor de isolatieprestaties geleidelijk afnemen. Na verloop van tijd kan dit leiden tot het falen van de staaf. Dit probleem moet zorgvuldig worden voorkomen in fotovoltaïsche en windenergiescenario's buitenshuis, en het stelt hogere eisen aan het beschermingsontwerp van gelamineerde staven voor fotovoltaïsche omvormers.

Experts uit de industrie vatten samen dat het mislukken vanGelamineerde inverterrailsis meestal het gevolg van meerdere factoren, zoals thermische, elektrische en mechanische spanning. Hiervan zijn de stabiliteit van het isolatiesysteem en de strakheid van het productieproces van cruciaal belang voor het bepalen van de levensduur ervan. Naarmate omvormers zich ontwikkelen naar hogere frequenties, hogere spanningen en kleinere afmetingen, zullen de technische eisen voor stroomoplossingen met gelamineerde staven blijven toenemen. In de toekomst zal het nodig zijn om de kans op falen van gelamineerde busbars verder te verminderen door het ontwerp te optimaliseren, de productieprecisie te verbeteren en de beschermingsmaatregelen te versterken, om zo een solide ondersteuning te bieden voor de stabiele werking van omvormers.

Als u advies nodig heeft over het oplossen van problemen met gelamineerde omvormerrails, het optimaliseren van de bescherming en aanpassingsoplossingen, neem dan gerust contact met ons op voor professionele technische ondersteuning.