Laminuotų inverterių šynų gedimo priežasčių analizė: Įrangos stabilumui įtakos turi keli veiksniai

Inverterio operacinėje sistemoje laminuotos keitiklio šynos yra pagrindinis energijos perdavimo kanalas, jungiantis svarbius komponentus, tokius kaip kondensatoriai ir IGBT moduliai. Jų veikimo stabilumas tiesiogiai lemia keitiklio veikimą ir saugumą. Suprantama, kad laminuotų strypų gedimas gali lengvai sukelti rimtus keitiklio gedimus, tokius kaip viršįtampis, viršsrovė ar net tiesioginiai trumpieji jungimai, kurie gali turėti įtakos normaliam visos energijos perdavimo sistemos darbui. Todėl gedimų priežasčių tyrimas ir gedimų rizikos mažinimas tapo pagrindiniu jėgos elektronikos pramonės akcentu. Laminuotų šynų kokybė ir konstrukcijos racionalumas yra pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos jų tarnavimo laikui.

Pramonės ekspertai pabrėžia, kad inverterių laminuotų šynų gedimą lemia ne vienas veiksnys. Tarp jų svarbiausios priežastys yra izoliacijos senėjimas ir gedimas, kurios daugiausia susijusios su ilgalaike -darbo aplinka ir gamybos procesu. Kai inverteriai ilgą laiką yra aukštoje temperatūroje, izoliacinės medžiagos, tokios kaip PET, PEN ir PI, esančios laminuotoje juostoje, palaipsniui taps trapios ir praras izoliacines savybes, o tai galiausiai sukels tarpsluoksnių trumpųjų jungimų. Jei gamybos metu proceso kontrolė nėra gera, izoliacijos sluoksnyje bus tarpų arba burbuliukų. Veikiant aukšto-dažnio ir aukštos-įtampos strypo įtampai, įvyks dalinis iškrovimas (PD), dėl kurio po ilgalaikio-akumuliacijos suges izoliacija. Be to, netinkamas laminuotų kraštų apdorojimas ir nepakankamas izoliacijos atstumas (valkšnumo atstumas) taip pat gali lengvai sugadinti tarpsluoksnio kraštą. Ši problema ypač ryški laminuotose šynose, skirtose aukštai temperatūrai.

Gamybos defektai taip pat yra svarbi laminuotų šynų gedimo priežastis, tiesiogiai veikianti juostos konstrukcijos stabilumą ir izoliacijos savybes. Gana dažnai pasitaiko netolygus laminavimas arba delaminavimas. Dėl nepakankamo vario strypo ir izoliacijos sluoksnio sukibimo delaminacijos taškuose kaupiasi oras, dėl kurio susidaro dalinis iškrovimas arba elektrinio lauko koncentracija, pagreitėja strypo gedimas. Jei prieš laminavimą ant vario strypo paviršiaus yra nešvarumų, drėgmės ar metalo drožlių, tai gali sukelti vietinį izoliacinio sluoksnio plonėjimą, netgi susidaryti laidžių kanalų ir galimų gedimų. Tuo pačiu metu, jei po vario strypų pjovimo likusios atplaišos laiku nepašalinamos, jos gali pradurti izoliacinę plėvelę ir tiesiogiai sukelti trumpąjį jungimą. Tai kelia didesnius reikalavimus laminuotų varinių strypų gamybos tikslumui.

Terminis plėtimasis ir mechaninių įtempių pažeidimai dar labiau pagreitina laminuotos šynos gedimą. Dažnas keitiklio paleidimas{1}}ir išjungimas lemia kintamą didelę ir mažą apkrovą. Dėl skirtingų vario strypo ir izoliacinio sluoksnio šiluminio plėtimosi koeficientų atsiranda pasikartojantis šiluminis plėtimasis ir susitraukimas, dėl kurio tarp sluoksnių susidaro lupimo įtempiai. Tai pagreitina izoliacinio sluoksnio atsiskyrimą nuo vario strypo, todėl šiluminio ciklo nuovargis sukelia žalą. Jei keitiklis yra aplinkoje, kurioje yra didelė vibracija, tai dar labiau padidins ir taip trapios laminuotos medžiagos nuovargio lūžį. Ši problema ypač išryškėja scenarijuose, kuriuose yra didelė vibracija, pvz., automobilių ir vėjo energijos srityse, o tai kelia iššūkį vėjo malūno inverterio IGBT įvesties / išvesties laminuotos magistralės juostos stabilumui.

Viršįtampis ir trumpalaikiai įtampos šuoliai gali tiesiogiai pramušti laminuotą šynų izoliaciją, sukeldami staigų gedimą. Kai sugenda arba yra netinkamai suprojektuota slopinimo grandinė, IGBT generuos ypač aukštos įtampos šuoliai ant strypo, kai perjungiamas aukštas{1}}dažnis. Jei šie smaigaliai viršija izoliacijos tolerancijos ribą, jie akimirksniu pradurs izoliaciją. Be to, nuolatinės srovės įvesties viršįtampiai, sukeliantys pernelyg aukštą strypo įtampą, taip pat gali tiesiogiai pažeisti izoliaciją ir sukelti strypo gedimą. Tai kelia griežtus reikalavimus laminuotos juostos konstrukcijos racionalumui.

Aplinkos cheminė korozija taip pat gali turėti įtakos laminuotų šynų tarnavimo laikui, netiesiogiai sukeldama gedimą. Jei išorinė aplinka drėgna arba į keitiklį prasiskverbia korozinės dujos, variniai strypai oksiduojasi ir patiria elektrocheminę koroziją, o tai ardys laminuotą izoliacijos sluoksnį, palaipsniui mažindama jo izoliacijos savybes. Laikui bėgant tai gali sukelti juostos gedimą. Šiai problemai reikia kruopščiai užkirsti kelią lauko fotovoltinės ir vėjo energijos scenarijus, todėl keliami aukštesni reikalavimai fotovoltinių keitiklių laminuotų strypų apsaugos konstrukcijai.

Pramonės ekspertai apibendrina, kad nesėkmėLaminuotos inverterio šynosdažniausiai yra daugelio veiksnių, tokių kaip terminis, elektrinis ir mechaninis įtempis, rezultatas. Be to, izoliacijos sistemos stabilumas ir gamybos proceso sandarumas yra labai svarbūs nustatant jos tarnavimo laiką. Tobulėjant keitikliams siekiant didesnių dažnių, didesnės įtampos ir mažesnių dydžių, techniniai reikalavimai laminuotų strypų galios sprendimams ir toliau didės. Ateityje reikės dar labiau mažinti laminuotų šynų gedimo tikimybę optimizuojant konstrukciją, gerinant gamybos tikslumą, stiprinant apsaugos priemones, kad būtų užtikrinta tvirta atrama stabiliam keitiklių darbui.

Jei jums reikia konsultacijos dėl laminuotų inverterių šynų gedimų šalinimo, apsaugos optimizavimo ir pritaikymo sprendimų, susisiekite su mumis dėl profesionalios techninės pagalbos.