من الحث الطفيلي إلى البنية المغلقة بالكامل: كيف تعمل قضبان التوصيل النحاسية المغلفة على تحسين موثوقية أنظمة التوزيع

في أنظمة توزيع الطاقة التقليدية، يكون الحث الطفيلي لقضبان التوصيل المنفصلة كبيرًا نسبيًا. عندما يتم إيقاف تشغيل مفتاح الطاقة، يتداخل الجهد العابر الناتج عن الحث الطفيلي مع جهد دائرة التيار المستمر، مما يشكل تهديدًا خطيرًا لعزل أجهزة تبديل الطاقة والمحركات. كلما زاد الحث الطفيلي، زاد تيار الحمل، وكلما قصر وقت سقوط التيار لمفتاح الطاقة، أصبح هذا الخطر أكثر أهمية، ولن يتم القضاء عليه بسبب الاختيار المختلف لأجهزة تبديل الطاقة. ولحل هذه المشكلة بشكل أساسي، ظهرت تقنية قضيب التوصيل العاكس المصفح.

يتكون بسبار النحاس الرقائقي، المعروف أيضًا باسم بسبار الرقائقي، من طبقات متناوبة من الموصلات النحاسية المسطحة والأفلام العازلة المغلفة بطبقات لاصقة رقيقة. يتم إغلاق الحواف المكشوفة بوسط عازل. هذا الهيكل الرقائقي الفريد يمنحه خصائص كهربائية متأصلة مثل السعة، والحث المنخفض، والمقاومة المنخفضة، والتي يمكن أن تقلل بشكل فعال من انخفاض الجهد العابر، وقمع تذبذب الدائرة، وتقليل التداخل الكهرومغناطيسي. مع المزايا المذكورة أعلاه، تم استخدام موصلات بسبار مغلفة على نطاق واسع بشكل متزايد في أنظمة الطاقة الإلكترونية.

وفقا لسيناريوهات التطبيق المختلفة والظروف البيئية، تنقسم قضبان النحاس الرقائقية بشكل أساسي إلى نوعين هيكليين. النوع الأول عبارة عن لوح نحاسي متعدد-طبقات وهيكل ضغط عازل داخلي، مناسب لمحولات التردد الصناعية UPS، في سيناريوهات مثل المحولات الكهروضوئية ومحولات طاقة الرياح الداخلية، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة العمل -على المدى الطويل للمواد العازلة 105 درجة . النوع الثاني عبارة عن لوح نحاسي متعدد-طبقات وهيكل ضغط مغلق بالكامل مع عزل داخلي وخارجي، وهو مناسب لسيناريوهات مثل محولات الجر الكبيرة للسكك الحديدية، ومحولات التعدين والمحركات البحرية، ومحولات طاقة الرياح البحرية في البيئات القاسية. كما أنه يلبي متطلبات درجة حرارة العزل الطويلة الأمد التي لا تتجاوز 105 درجة.

فيما يتعلق بالمحاثة الموزعة المنخفضة، يقوم شريط الناقل المصفح للاتصالات بضغط الموصلات الموجبة والسالبة لنفس الدائرة معًا لإلغاء المحاثة الموزعة. وفي الوقت نفسه، فإن الهيكل المختوم لفتحات التثبيت يزيد بشكل فعال من مسافة الزحف، مما يقلل من قيمة الحث.

يمكن لهذه الميزة منع انهيار مكونات أشباه موصلات الطاقة بسبب الجهد العالي المستحث أثناء عملية التبديل، وتقليل أو إزالة المكثفات الالتفافية، وزيادة كفاءة مكونات الطاقة. تولد قضبان التوصيل المنفصلة التقليدية طفرات جهد مستحثة في لحظة إيقاف تشغيل IGBT، والتي تتطلب عادةً مكثفات امتصاص متوازية لقمعها. ومع ذلك، فإن هذا يقلل من كفاءة إخراج IGBT، ويزيد من فقدان الترددات العالية-، ويزيد من تكاليف المكونات والتجميع، ويؤدي إلى توسيع حجم المعدات.

فيما يتعلق بالتحكم في التفريغ الجزئي، فإن الطبقة العازلة لقضيب الناقل المصفح لعاكس التيار العالي يتم ربطها بالكامل باللوحة النحاسية من خلال الضغط الساخن اللاصق، دون أي فجوة هوائية، وبالتالي القضاء بشكل أساسي على الخطر الخفي للتفريغ الجزئي. يحدث التفريغ الجزئي عادة في ظل ظروف الجهد العالي.

إذا كانت هناك فجوة هوائية بين العزل واللوحة النحاسية، فسوف يؤدي ذلك إلى تسريع تقادم العزل والتسبب في فشل المعدات في غضون خمس سنوات تقريبًا. يبلغ العمر الافتراضي التصميمي لمحولات طاقة الرياح وغيرها من المعدات عادةً 20 عامًا، وقد يتطلب استخدام قضبان النقل المصفحة التقليدية المنفصلة لتركيب هياكل مجموعات المكثفات عمليات استبدال متعددة، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في تكاليف المكونات وتكاليف ما بعد البيع-. يخضع قضيب التوصيل المصفح لاختبار التفريغ الجزئي بنسبة 100% قبل مغادرة المصنع، مع عمر عزل يزيد عن 25 عامًا، ويمكن أن يحقق تشغيلًا بدون صيانة طوال عمر العاكس بالكامل.

من حيث القدرة على التكيف مع البيئات القاسية، فإن قضبان التوصيل التقليدية المنفصلة لديها عيوب واضحة في بيئات الاهتزاز، ورذاذ الملح، والغبار. قد يتسبب الاهتزاز على المدى الطويل في ارتخاء أو حتى تفكك الاتصال، وقد يؤدي تسرب الرطوبة إلى الطبقة العازلة إلى انهيار الطبقات البينية، وقد يؤدي تراكم الغبار إلى انهيار كهربائي زاحف. يعتمد شريط الناقل المصفح لطاقة اللحام عالية التردد IGBT على بنية ربط متكاملة عالية القوة - لضمان التشغيل على المدى الطويل - دون ارتخاء. في ظل نفس الظروف الحالية، يمكن تحقيق تحسين سمك شريط النحاس، مما يحسن بشكل فعال استقرار ومتانة النظام في ظل ظروف العمل المعقدة.
 

التصميم الهيكلي ومخطط العزلقضبان النحاس مغلفةلسيناريوهات التطبيقات المختلفة مثل النقل بالسكك الحديدية، وتوليد الطاقة الجديدة، والنقل الصناعي، يجب تحسينها ومطابقتها وفقًا لظروف العمل المحددة. مرحبًا بك في الاتصال بنا للحصول على مشورة الاختيار الاحترافي والدعم الهندسي المصمم خصيصًا لمشروعك.