Van parasitaire inductie tot volledig afgedichte structuur: hoe gelamineerde koperen rails de betrouwbaarheid van distributiesystemen verbeteren

In traditionele stroomdistributiesystemen is de parasitaire inductie van discrete rails relatief groot. Wanneer de stroomschakelaar is uitgeschakeld, overlapt de transiënte spanning die wordt gegenereerd door parasitaire inductie de gelijkstroomcircuitspanning, wat een ernstige bedreiging vormt voor de isolatie van stroomschakelaars en motoren. Hoe groter de parasitaire inductantie, hoe groter de belastingsstroom, en hoe korter de stroomvaltijd van de stroomschakelaar, hoe groter dit gevaar wordt, en het zal niet worden geëlimineerd vanwege de verschillende selectie van stroomschakelaarapparaten. Om dit probleem fundamenteel op te lossen, is de gelamineerde inverter-busbar-technologie ontstaan.

Gelamineerde koperen stroomrail, ook wel gelamineerde stroomrail genoemd, bestaat uit afwisselende lagen platte koperen geleiders en isolatiefilms bedekt met dunne lijmlagen. De blootliggende randen zijn afgedicht met isolatiemateriaal. Deze unieke gelamineerde structuur geeft het inherente elektrische kenmerken, zoals capaciteit, lage inductie en lage impedantie, die tijdelijke spanningsval effectief kunnen verminderen, circuitoscillatie kunnen onderdrukken en elektromagnetische interferentie kunnen minimaliseren. Met de bovenstaande voordelen worden gelamineerde railconnectoren steeds vaker gebruikt in vermogenselektronische systemen.

Volgens verschillende toepassingsscenario's en omgevingsomstandigheden zijn gelamineerde koperen staven hoofdzakelijk verdeeld in twee structurele typen. Het eerste type is een meer-laagse koperplaat en interne isolatiecompressiestructuur, geschikt voor industriële frequentieomvormers UPS. In scenario's zoals fotovoltaïsche omvormers en binnenlandse windenergieomvormers mag de werktemperatuur van isolatiematerialen op lange- termijn niet hoger zijn dan 105 graden. Het tweede type is een meer-laagse koperplaat en een volledig omsloten compressiestructuur met interne en externe isolatie, geschikt voor scenario's zoals grote tractieomvormers voor spoorwegen, mijnbouw- en maritieme aandrijfomvormers, en offshore windenergieomvormers met zware omstandigheden. Het voldoet ook aan de eis dat de isolatiewerktemperatuur op de lange- termijn niet hoger mag zijn dan 105 graden.

In termen van lage gedistribueerde inductantie comprimeert de gelamineerde verzamelrail voor telecom de positieve en negatieve geleiders van hetzelfde circuit samen om de gedistribueerde inductantie op te heffen. Tegelijkertijd vergroot de afgedichte structuur van de montagegaten effectief de kruipafstand, waardoor de inductantiewaarde verder wordt verlaagd.

Deze functie kan het uitvallen van vermogenshalfgeleidercomponenten als gevolg van geïnduceerde hoge spanning tijdens het schakelproces voorkomen, bypass-condensatoren verminderen of elimineren, en de efficiëntie van vermogenscomponenten maximaliseren. Traditionele discrete rails genereren geïnduceerde spanningspieken op het moment dat de IGBT wordt uitgeschakeld, waarvoor doorgaans parallelle absorptiecondensatoren nodig zijn om deze te onderdrukken. Dit vermindert echter de efficiëntie van de IGBT-uitvoer, verhoogt de hoge- frequentieverliezen, verhoogt de component- en assemblagekosten en leidt tot uitbreiding van het apparatuurvolume.

In termen van gedeeltelijke ontladingscontrole is de isolatielaag van de gelamineerde verzamelrail voor hoogstroomomvormers volledig verbonden met de koperen plaat door middel van heet persen met lijm, zonder enige luchtspleet, waardoor het verborgen gevaar van gedeeltelijke ontlading fundamenteel wordt geëlimineerd. Gedeeltelijke ontlading treedt meestal op onder omstandigheden met hoge spanning.

Als er een luchtspleet zit tussen de isolatie en de koperen plaat, zal dit de veroudering van de isolatie versnellen en binnen ongeveer vijf jaar defecten aan de apparatuur veroorzaken. De ontwerplevensduur van windenergieconverters en andere apparatuur is gewoonlijk 20 jaar, en het gebruik van traditionele gescheiden gelamineerde stroomrails voor het monteren van structuren van condensatorbanken kan meerdere vervangingen vereisen, waardoor de component- en after{2}}kosten aanzienlijk stijgen. De gelamineerde rail ondergaat een 100% gedeeltelijke ontladingstest voordat hij de fabriek verlaat, met een isolatielevensduur van meer dan 25 jaar, en kan gedurende de gehele levensduur van de omvormer een onderhoudsvrije werking bereiken.

In termen van aanpassingsvermogen aan ruwe omgevingen hebben traditionele gescheiden rails duidelijke tekortkomingen in omgevingen met trillingen, zoutnevel en stof. Langdurige trillingen kunnen ervoor zorgen dat de verbinding losraakt of zelfs uiteenvalt, het binnendringen van vocht in de isolatielaag kan schade aan de tussenlagen veroorzaken en de ophoping van stof kan een sluipende elektrische storing veroorzaken. De gelamineerde stroomrail voor IGBT met hoogfrequent lasvermogen heeft een integrale verbindingsstructuur met hoge-sterkte om langdurige- werking zonder losheid te garanderen. Onder dezelfde huidige omstandigheden kan de dikte van koperstaven worden geoptimaliseerd, waardoor de stabiliteit en duurzaamheid van het systeem onder complexe werkomstandigheden effectief worden verbeterd.
 

Het constructief ontwerp en isolatieschema vanGelamineerde koperen railsvoor verschillende toepassingsscenario's zoals spoorvervoer, nieuwe energieopwekking en industriële transmissie moeten deze worden geoptimaliseerd en afgestemd op specifieke werkomstandigheden. Neem gerust contact met ons op voor professioneel selectieadvies en technische ondersteuning op maat van uw project.