Menetelmä ruiskutettujen{0}}laminoitujen virtakiskojen sisäisten vikojen havaitsemiseen

Uusien energiaajoneuvojen, tehoelektroniikan ja suurtaajuusmuuttajajärjestelmien nopean kehityksen myötä laminoituja virtakiskoja käytetään laajalti suuritehoisissa-teho-laitteissa niiden alhaisen hajainduktanssin, korkean integroinnin ja erinomaisen sähkömagneettisen yhteensopivuuden vuoksi. Erityisesti invertterissä, energian varastointijärjestelmissä ja suurtaajuisissa tehomoduuleissa laminoidut virtakiskot ovat vähitellen korvanneet perinteiset kaapeliliitäntäratkaisut, ja niistä on tullut tärkeä komponentti järjestelmän vakauden ja kompaktin rakenteen parantamisessa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Monissa sovellusskenaarioissa, kuten Laminated Kisbar SIC -sovellukset, moottorinohjainkiskot, tehonjakeluyksikön virtakiskot ja teolliset taajuusmuuttajakiskot, virtakiskojen eristyksen luotettavuudelle ja rakenteelliselle vakaudelle asetetaan korkeampia vaatimuksia. Koska uudet energiaajoneuvot ja teollisuuden sähköiset ohjauslaitteet toimivat tyypillisesti suuressa virrassa, suuressa taajuudessa ja monimutkaisissa ympäristöolosuhteissa, laminoitujen virtakiskojen sisällä olevat eristysvirheet voivat helposti johtaa osittaiseen purkaukseen, eristeen rikkoutumiseen tai jopa järjestelmävikaan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laminoidut virtakiskot koostuvat tyypillisesti useista kerroksista johtimia ja eristekerroksia, jotka on pinottu vuorotellen. Skin-ilmiön ja läheisyysvaikutuksen perusteella virta keskittyy pääasiassa viereisten johtimien pintaan, mikä vähentää tehokkaasti piirin parasiittista induktanssia. Tämä rakenne ei ainoastaan ​​paranna virran siirtotehokkuutta, vaan myös vähentää järjestelmän sähkömagneettisia häiriöitä ja parantaa yleistä lämmönpoistoa. Perinteisiin kaapeliratkaisuihin verrattuna laminoiduilla kiskoilla on etuja, kuten kompakti rakenne, korkea kokoonpanotehokkuus, hyvä turvallisuus ja korkea tilankäyttö.

 

Tällä hetkellä yleisiä laminoitujen virtakiskojen eristysmenetelmiä teollisuudessa ovat pääasiassa lämpökutisteputket, upotettu{0}}eristys, eristenauhakääre, eristyskannatinkokoonpano ja integroitu ruiskuvalu. Näistä integroitua ruiskuvaluratkaisua käytetään yhä laajemmin korkealaatuisissa-tehoelektroniikkalaitteissa sen korkean paikannustarkkuuden, vahvan automaation mukautuvuuden ja hyvän yleisen eristyksen eheyden ansiosta.

 

Esimerkiksi järjestelmissä, kuten taajuusmuuttajakäyttöön tarkoitettu laminoitu virtakisko, liikenteen veturien virtakisko, raitiovaunun sähkökisko ja laminoitu tietoliikennevirranjakelukiskot, integroitu ruiskupuristusrakenne vähentää tehokkaasti vieraiden esineiden tunkeutumisen riskiä ja parantaa pitkän{0}}käyttövarmuutta.

 

Perinteisiin kokoonpanorakenteisiin verrattuna integroidut ruiskuvalettu{0}}laminoidut virtakiskot ovat kuitenkin myös keskeinen haaste: sisäisten vikojen havaitseminen on vaikeaa. Koska eristekerros on kokonaan kapseloitu sisältä, perinteinen silmämääräinen tarkastus ei pysty tunnistamaan sisäisiä mikro-halkeamia, hitsauslinjojen vikoja tai paikallisia aukkoja. Nämä viat voivat vähitellen laajentua pitkäaikaisessa -lämpösyklissä, tärinässä tai korkeassa{5}}paineessa, mikä johtaa lopulta eristysvaurioon.

 

Tällä hetkellä teollisuus käyttää tyypillisesti kahta menetelmää ruiskuvalettu{0}}laminoitujen virtakiskojen tarkastamiseen. Ensimmäinen menetelmä käyttää röntgen- tai CT-skannausta sisäisen rakenteellisen muodonmuutoksen havaitsemiseen ja tukipisteiden järjestelyn järkeistämiseen. Toinen menetelmä sisältää tavanomaisten kestojännitetestien suorittamisen ja vakiojännitteen käyttämisen sen tarkistamiseksi, täyttääkö eristyksen suorituskyky suunnitteluvaatimukset. Näillä menetelmillä voidaan havaita suurempia rakenteellisia virheitä, mutta niiden tehokkuus mikroskooppisten eristysvirheiden havaitsemisessa on rajallinen.

 

Tämän ongelman ratkaisemiseksi teollisuus on vähitellen ehdottanut sisäistä vikojen havaitsemismenetelmää, joka perustuu materiaalin hajoamisen ominaisuuksiin. Ydinperiaate on hyödyntää eristysmateriaalin luontaista kestävyysjänniterajaa ruiskuvaletun -kiskokiskokokoonpanon läpilyöntikestävyystestin suorittamiseen ja testitulosten vertaamiseen materiaalin vakiokestävyysjännitearvoon. Jos näytteen läpilyöntijännite on merkittävästi pienempi kuin materiaalin teoreettinen arvo, se voi viitata mikrohalkeamiin, hitsausvirheisiin tai paikalliseen eristeen epätasaisuuteen.

 

Tämän tunnistusmenetelmän avain on vakaan vertailunäytejärjestelmän luominen. Tämä edellyttää tyypillisesti vakioeristysnäytteiden valmistamista, joiden paksuus on sama kuin varsinainen tuote ja vähemmän vikoja, sekä niiden peruskestävyysjänniteparametrien saamista. Samanaikaisesti testitulokset on arvioitava kattavasti materiaalitoimittajien toimittamien dielektrisyystietojen kanssa. Tämä lähestymistapa mahdollistaa mahdollisten eristysriskien varhaisen tunnistamisen tuotekehityksen aikana, mikä estää massaviat myöhemmin.

 

Tällä testaustavalla on merkittävää sovellusarvoa korkean{0}}jännitteen,{1}}korkean taajuuden ja korkean{2}}luotettavuuden skenaarioissa. Esimerkiksi sovelluksissa, kuten laminoidut virtakiskot kompaktille IGBT-tasavirtalähteelle, laminoidut virtakiskot teollisuusinvertterien matalan-induktanssin IGBT-vaiheille, DC- ja AC-laminoidut kiskot haarukkatrukeille ja (katkottoman virtalähteen) järjestelmän kiskot, sisäisen eristyksen vakaus vaikuttaa suoraan yleiseen toimintaturvallisuuteen.

 

Lisäksi palvelinkeskusten sähköjärjestelmien integroinnin, -suorituskykyisten tietojenkäsittely- ja viestintälaitteiden kasvaessa vaatimuksissa laminoituja virtakiskoja käytetään yhä enemmän sellaisilla alueilla kuin supertietokoneiden piirilevyjen tai taustalevyjen laminoidut väylät, verkkopalvelinten väyläkiskot, keskustietokoneen väyläkiskot, laminoidut väyläkiskot Internet-reitittimien väyläasemille ja solujen taustalevyille.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Näillä skenaarioilla on tyypillisesti tiukat vaatimukset alhaiselle induktiivuudelle, korkealle stabiiliudelle ja tilankäytölle, mikä tekee virtakiskojen sisäisestä laadunvalvonnasta erityisen herkkää. Rautatieliikenteen ja teollisuuden sähköjärjestelmissä, kuten komposiittivirtakiskot junien virransyöttöön, neljä-kvadranttitehomoduulia, korkea-laminoidut virtakiskot jännitteentutkimuksen-kestäviä invertteriä varten ja laminoidut virtakiskot taajuusinduktoreille, laitteet altistuvat pitkäaikaiselle tärinälle, korkealle lämpötilalle ja korkealle mahdolliselle kosteudelle. Siksi kattavamman sisäisen vianilmaisumekanismin perustamisesta on tullut tärkeä kehityssuunta laminoitujen virtakiskoteollisuudessa.

 

Kaiken kaikkiaanintegroidut ruiskuvalettu{0}}laminoidut virtakiskottarjoavat etuja, kuten rakenteellisen integraation, alhaisen induktanssin ja korkean luotettavuuden, mikä vastaa uusien energiaajoneuvojen, tehoelektroniikan ja älykkäiden tehojärjestelmien kehitystrendejä. Samalla kuitenkin vaikeus havaita sisäisiä eristysvirheitä kasvaa merkittävästi. Ottamalla käyttöön menetelmiä, kuten kestojännitteen läpilyöntitestauksen, materiaalien vertailevan analyysin ja apuvikojen todentamisen, riskien tunnistamiskykyä tuotekehitysvaiheessa voidaan parantaa tehokkaasti, mikä tarjoaa vakaamman teknisen varmuuden korkean -luotettavuuden teholiitäntäjärjestelmille.