Метод за откриване на вътрешни дефекти в шприцовани-ламинирани шини

С бързото развитие на нови енергийни превозни средства, силова електроника и високо-честотни инверторни системи, ламинираните шини се използват широко в оборудване с висока-мощност-плътност поради тяхната ниска разсеяна индуктивност, висока степен на интеграция и отлична електромагнитна съвместимост. Особено в инвертори, системи за съхранение на енергия и високо-честотни захранващи модули, ламинираните шини постепенно изместиха традиционните решения за кабелна връзка, превръщайки се във важен компонент за подобряване на стабилността на системата и компактния дизайн.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В много сценарии на приложение, като например SIC приложения за ламинирани шини, шини за моторни контролери, шини за разпределителни модули и шини за индустриален честотен преобразувател, се поставят по-високи изисквания към надеждността на изолацията и структурната стабилност на шините. Тъй като новите енергийни превозни средства и промишленото електрическо контролно оборудване обикновено работят при силен ток, висока честота и сложни условия на околната среда, изолационните дефекти в ламинираните шини могат лесно да доведат до частичен разряд, повреда на изолацията или дори повреда на системата.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ламинираните шини обикновено се състоят от множество слоеве проводници и изолационни слоеве, подредени последователно. Въз основа на ефекта на кожата и ефекта на близост, токът се концентрира главно върху повърхността на съседни проводници, като по този начин ефективно намалява паразитната индуктивност на веригата. Тази структура не само подобрява ефективността на предаване на ток, но също така намалява електромагнитните смущения в системата и подобрява общото разсейване на топлината. В сравнение с традиционните кабелни решения, ламинираните шини предлагат предимства като компактна структура, висока ефективност на сглобяване, добра безопасност и високо използване на пространството.

 

Понастоящем обичайните методи за изолация на ламинирани шини в индустрията включват главно термосвиваеми тръби, изолация с -покрито покритие, опаковане с изолационна лента, монтаж на изолационна скоба и интегрирано леене под налягане. Сред тях интегрираното решение за леене под налягане се използва все по-широко в-мощно електронно оборудване от висок клас поради високата си точност на позициониране, силната адаптивност на автоматизацията и добрата цялост на изолацията.

 

Например в системи като ламинирана шина за задвижване с променлива честота, захранваща шина за транспортни локомотиви, електрическа шина за трамваи и ламинирана шина за електроразпределение на телекомуникациите, интегрираната структура за леене под налягане ефективно намалява риска от проникване на чужди предмети и подобрява-дългосрочната оперативна надеждност.

 

Въпреки това, в сравнение с традиционните конструкции за сглобяване, интегрираните шприцовани-ламинирани шини също представляват ключово предизвикателство: трудността при откриване на вътрешни дефекти. Тъй като изолационният слой е напълно капсулиран вътрешно, конвенционалната визуална проверка не може да идентифицира вътрешни микро-пукнатини, дефекти на заваръчните линии или локализирани кухини. Тези дефекти могат постепенно да се разширят при дългосрочни-термични цикли, вибрации или среди с високо-налягане, което в крайна сметка води до повреда на изолацията.

 

Понастоящем промишлеността обикновено използва два метода за проверка на ламинирани шини, формовани под налягане-. Първият метод използва рентгеново или CT сканиране за откриване на вътрешна структурна деформация и определяне на рационалността на оформлението на опорната точка. Вторият метод включва провеждане на конвенционални тестове за издържано напрежение, като се прилага стандартно напрежение, за да се провери дали изолационните характеристики отговарят на проектните изисквания. Тези методи могат да открият по-големи структурни дефекти, но тяхната ефективност при откриване на микроскопични дефекти на изолацията остава ограничена.

 

За да се справи с този проблем, индустрията постепенно предложи подход за вътрешно откриване на дефекти, базиран на характеристиките на повреда на материала. Основният принцип е да се използва присъщата граница на издръжливо напрежение на изолационния материал, за да се извърши тест за издръжливо напрежение на пробив върху модула на шприцованата-шина и да се сравнят резултатите от изпитването със стандартната стойност на издържано напрежение на материала. Ако пробивното напрежение на пробата е значително по-ниско от теоретичната стойност на материала, това може да показва наличието на микропукнатини, заваръчни дефекти или локализирани неравности в изолацията.

 

Ключът към този метод за откриване е създаването на стабилна референтна система за проби. Това обикновено изисква изработване на стандартни изолационни проби със същата дебелина като действителния продукт и по-малко дефекти и получаване на техните основни параметри на издържано напрежение. Едновременно с това резултатите от изпитването трябва да бъдат цялостно оценени във връзка с данните за диелектричната якост, предоставени от доставчиците на материали. Този подход позволява ранно идентифициране на потенциални изолационни рискове по време на разработването на продукта, като по този начин предотвратява масови повреди по-късно.

 

Този подход за тестване има значителна стойност за приложение при сценарии с високо-напрежение, висока-честота и висока-надеждност. Например, в приложения като ламинирани шини за компактно IGBT постоянно захранване, ламинирани шини за промишлени инверторни IGBT фази с ниска -индуктивност, DC и AC ламинирани шини за вилични повдигачи и (непрекъсваемо захранване) системни шини, стабилността на вътрешната изолация пряко влияе върху цялостната безопасност при работа.

 

Освен това, с нарастващите изисквания за интегриране на енергийни системи в центрове за данни, високо{0}}производителни изчисления и комуникационно оборудване, ламинираните шини все повече се използват в области като ламинирани шини за платки или задни платки на суперкомпютри, шини за уеб сървъри, шини за мейнфрейм, ламинирани шини за задни платки на интернет рутери и ламинирани шини за клетъчни мрежи Разпределение на мощността на базовата станция.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тези сценарии обикновено имат строги изисквания за ниска индуктивност, висока стабилност и използване на пространството, което прави вътрешния контрол на качеството на шините особено чувствителен. В железопътен транспорт и промишлени енергийни системи, като композитни шини за електрозахранване на влакове, четири-квадрантни захранващи модули, високо-ламинирани шини за инвертори с-устойчивост на напрежението и ламинирани шини за честотни индуктори, оборудването е подложено на дългосрочни-вибрации, условия на висока температура и висока влажност, което допълнително увеличава потенциалните рискове от изолация дефекти. Следователно създаването на по-всеобхватен механизъм за откриване на вътрешни дефекти се превърна във важна посока на развитие за индустрията на ламинираните шини.

 

като цяло,интегрирани инжекционно{0}}формовани ламинирани шинипредлагат предимства като структурна интеграция, ниска индуктивност и висока надеждност, привеждайки се в съответствие с тенденциите на развитие на нови енергийни превозни средства, силова електроника и интелигентни енергийни системи. Но в същото време трудността за откриване на вътрешни изолационни дефекти също се увеличава значително. Чрез въвеждане на методи като изпитване на издръжливо напрежение при пробив, сравнителен анализ на материалите и спомагателна проверка на повреда, способността за идентифициране на риска по време на етапа на разработване на продукта може да бъде ефективно подобрена, осигурявайки по-стабилна техническа гаранция за високо-надеждни системи за захранване.