O metodă de detectare a defectelor interne la barele colectoare laminate prin injecție-

Odată cu dezvoltarea rapidă a vehiculelor cu energie noi, a electronicii de putere și a sistemelor de invertor de-frecvență înaltă, barele colectoare laminate sunt utilizate pe scară largă în echipamentele cu densitate mare de-putere-, datorită inductanței reduse, integrării înalte și compatibilității electromagnetice excelente. În special în invertoare, sisteme de stocare a energiei și module de putere-de înaltă frecvență, barele colectoare laminate au înlocuit treptat soluțiile tradiționale de conectare prin cablu, devenind o componentă importantă pentru îmbunătățirea stabilității sistemului și a designului compact.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

În multe scenarii de aplicații, cum ar fi aplicațiile SIC pentru bare colectoare laminate, barele colectoare pentru controlerul motorului, barele colectoare ale unității de distribuție a puterii și barele colectoare ale convertizorului de frecvență industrial, sunt impuse cerințe mai mari privind fiabilitatea izolației și stabilitatea structurală a barelor colectoare. Deoarece vehiculele cu energie nouă și echipamentele de control electric industrial funcționează de obicei în condiții de mediu complexe, de înaltă frecvență și de curent, defectele de izolație din interiorul barelor colectoare laminate pot duce cu ușurință la descărcare parțială, defectarea izolației sau chiar defecțiunea sistemului.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Barele colectoare laminate sunt de obicei compuse din mai multe straturi de conductori și straturi de izolație stivuite alternativ. Pe baza efectului de piele și a efectului de proximitate, curentul se concentrează în principal pe suprafața conductoarelor adiacente, reducând astfel eficient inductanța parazită a circuitului. Această structură nu numai că îmbunătățește eficiența transmisiei curentului, dar reduce și interferențele electromagnetice ale sistemului și îmbunătățește disiparea generală a căldurii. În comparație cu soluțiile de cablu tradiționale, barele colectoare laminate oferă avantaje precum structură compactă, eficiență ridicată a asamblarii, siguranță bună și utilizare ridicată a spațiului.

 

În prezent, metodele obișnuite de izolație pentru barele colectoare laminate în industrie includ în principal tubul termocontractabil, izolația acoperită cu imersie-, învelișul cu bandă izolatoare, ansamblul suportului izolator și turnarea prin injecție integrată. Printre acestea, soluția integrată de turnare prin injecție este utilizată din ce în ce mai mult în echipamentele electronice de putere-de înaltă calitate, datorită preciziei sale ridicate de poziționare, adaptabilității puternice la automatizare și integrității generale bune a izolației.

 

De exemplu, în sisteme precum bară laminată pentru transmisie cu frecvență variabilă, bară de alimentare pentru locomotive de transport, bară electrică Traffic Tram și bară laminată pentru distribuția energiei de telecomunicații, structura integrată de turnare prin injecție reduce efectiv riscul intruziunii de obiecte străine și îmbunătățește fiabilitatea operațională pe termen lung{0}.

 

Cu toate acestea, în comparație cu structurile de asamblare tradiționale, barele colectoare laminate turnate prin injecție-integrate prezintă, de asemenea, o provocare cheie: dificultatea de a detecta defectele interne. Deoarece stratul de izolație este complet încapsulat în interior, inspecția vizuală convențională nu poate identifica micro-fisurile interne, defecte ale liniei de sudură sau goluri localizate. Aceste defecte se pot extinde treptat în condiții de-ciclu termic, vibrații sau medii de înaltă-presiune pe termen lung, ducând în cele din urmă la defectarea izolației.

 

În prezent, industria folosește în mod obișnuit două metode pentru inspectarea barelor colectoare laminate turnate prin injecție-. Prima metodă utilizează scanarea cu raze X-sau CT pentru a detecta deformarea structurală internă și pentru a determina raționalitatea aspectului punctului de sprijin. A doua metodă implică efectuarea de teste convenționale de tensiune de rezistență, aplicarea unei tensiuni standard pentru a verifica dacă performanța izolației îndeplinește cerințele de proiectare. Aceste metode pot detecta defecte structurale mai mari, dar eficacitatea lor în detectarea defectelor microscopice de izolație rămâne limitată.

 

Pentru a rezolva această problemă, industria a propus treptat o abordare de detectare a defectelor interne bazată pe caracteristicile de defecțiune a materialului. Principiul de bază este de a utiliza limita inerentă a tensiunii de rezistență a materialului izolator pentru a efectua un test de tensiune de rezistență la defecțiune pe ansamblul barelor colectoare turnate prin injecție-și compara rezultatele testului cu valoarea standard a tensiunii de rezistență a materialului. Dacă tensiunea de defalcare a probei este semnificativ mai mică decât valoarea teoretică a materialului, aceasta poate indica prezența microfisurilor, defecte de sudare sau denivelări localizate de izolație.

 

Cheia acestei metode de detectare este stabilirea unui sistem de eșantionare de referință stabil. Acest lucru necesită de obicei fabricarea de mostre standard de izolație cu aceeași grosime ca produsul real și mai puține defecte și obținerea parametrilor de bază de tensiune de rezistență. Simultan, rezultatele testelor trebuie evaluate cuprinzător împreună cu datele de rigiditate dielectrică furnizate de furnizorii de materiale. Această abordare permite identificarea timpurie a potențialelor riscuri de izolație în timpul dezvoltării produsului, prevenind astfel defecțiunile în masă mai târziu.

 

Această abordare de testare are o valoare semnificativă a aplicației în scenarii de înaltă-tensiune, înaltă-frecvență și înaltă-fiabilitate. De exemplu, în aplicații precum bare laminate pentru IGBT DC Power, bare laminate pentru fazele IGBT cu inductanță joasă-invertoarelor industriale, bare laminate DC și AC pentru stivuitoare și bare de sistem (alimentare neîntreruptibilă), stabilitatea izolației interioare afectează direct siguranța operațională generală.

 

În plus, odată cu cerințele tot mai mari de integrare a sistemelor de alimentare în centrele de date, computere de înaltă performanță și echipamente de comunicații, barele colectoare laminate sunt din ce în ce mai utilizate în domenii precum bare de bus laminate pentru plăci de circuite supercomputerelor sau backplane, bare de bus pentru servere web, bare de bus mainframe, bare de bus laminate pentru backplane de ruter de internet și stații de distribuție celulare.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Aceste scenarii au de obicei cerințe stricte pentru inductanță scăzută, stabilitate ridicată și utilizarea spațiului, ceea ce face controlul intern al calității barelor colectoare deosebit de sensibil. În sistemele de transport feroviar și industriale, cum ar fi barele compozite pentru alimentarea trenurilor, modulele de putere cu patru-cadranți, barele colectoare laminate înalte pentru explorarea tensiunii-invertoarelor și barele laminate pentru inductori de frecvență, echipamentele sunt supuse vibrațiilor pe termen lung, temperaturii ridicate și riscului de amplificare a umidității ridicate a izolației. Prin urmare, stabilirea unui mecanism de detectare a defectelor interne mai cuprinzătoare a devenit o direcție importantă de dezvoltare pentru industria de bare colectoare laminate.

 

În general,bare colectoare laminate turnate prin injecție-integrateoferă avantaje precum integrarea structurală, inductanța scăzută și fiabilitatea ridicată, aliniindu-se cu tendințele de dezvoltare a vehiculelor cu energie nouă, electronice de putere și sisteme de alimentare inteligente. Totuși, în același timp, crește semnificativ și dificultatea de a detecta defectele de izolație internă. Prin introducerea unor metode precum testarea de întrerupere a tensiunii de rezistență, analiza comparativă a materialelor și verificarea defecțiunilor auxiliare, capacitatea de identificare a riscurilor în timpul etapei de dezvoltare a produsului poate fi îmbunătățită în mod eficient, oferind o asigurare tehnică mai stabilă pentru sistemele de-conexiuni de putere de înaltă fiabilitate.