Laminuotų šynų izoliacinės medžiagos – trumpas lanksčios ir standžios izoliacijos bei jų parametrų aptarimas

Laminuota šyna yra elektros jungties komponentas, sudarytas iš kelių laidininkų ir izoliacinių medžiagų sluoksnių. Jis plačiai naudojamas didelio -galios-tankio ir kompaktiškos galios elektroninėse sistemose, pvz., laminuotose žemos indukcinės šynų juostose ir varinėse laminuotose šynų juostose. Pagrindinis jos projektavimo tikslas – pagerinti bendrą sistemos efektyvumą ir patikimumą optimizuojant elektrinio lauko pasiskirstymą ir parazitinį induktyvumą naudojant trimatę struktūrą, kartu atitinkant aukštos įtampos ir didelės srovės perdavimo reikalavimus. Įprastos taikymo sritys apima laminuotas šynas didelės-galios keitikliuose ir laminuotas šynas nuolatinės srovės paskirstymo sistemoms.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Struktūriškai laminuotose šynose paprastai naudojamos lanksčios izoliacinės medžiagos, laminuotos laidininkais, kad sudarytų pagrindinius laidžius mazgus. Ši konstrukcija taip pat žinoma kaip iš dalies laminuota šynų juosta arba kelių sluoksnių sudėtinės konstrukcijos jungiamoji juosta. Karštojo -presavimo proceso metu lanksti izoliacinė medžiaga yra glaudžiai surišama su laidininku per lipnius sluoksnius, sudarant veiksmingą sandariklį laidininko kraštuose, taip išlaikant stabilų izoliacijos efektyvumą net sudėtingoje aplinkoje. Įprastos lanksčios izoliacinės medžiagos yra poliesteris (PET) ir poliimidas (PI), o PET yra plačiausiai naudojamas trijų sluoksnių laminuotose šynose ir standartizuotuose šynų gaminiuose dėl visapusiškų eksploatacinių savybių.

 

Poliesterio medžiagos pasižymi vidutiniu atsparumu temperatūrai (paprastai 105 laipsnių), išlaiko stabilias mechanines ir elektrines savybes ilgalaikio -terminio ciklo sąlygomis. Jo pailgėjimas gali viršyti 100%, todėl lenkimo ir kraštų surišimo metu jis mažiau plyš ar sumažės storis. Be to, PET turi aukštą santykinį sekimo indeksą (CTI), kuris veiksmingai sumažina šliaužimo riziką, o tai ypač svarbu naudojant aukštos įtampos įrenginius, pvz., aukštos įtampos sprogimui atsparias keitiklio šynas. Nors atitinka antipireno įvertinimus (pvz., V0), PET taip pat galimas įvairaus storio (pvz., nuo 50 μm iki 350 μm), kad būtų galima pritaikyti prie skirtingų įtampos lygių ir konstrukcinių projektavimo reikalavimų, todėl siūlo didelį universalumą tokiose srityse kaip laminuotos šynos trijų lygių keitikliams ir pritaikytos laminuotos šynos, skirtos IGBT.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Priešingai, poliimido (PI) medžiagos yra aukštos kokybės izoliacinės medžiagos, atsparios aukštesnei temperatūrai (RTI paprastai viršija 200 laipsnių), todėl jas galima naudoti suvirinimui aukštoje -temperatūroje arba didelėmis vietinėmis šilumos apkrovomis, pvz., konstrukcijose, kuriose naudojami kondensatoriai arba elektroninių komponentų suvirinimas laminuotose elektromobilių šynose. PI medžiagos pasižymi didesniu mechaniniu tvirtumu ir yra mažiau linkusios atsipalaiduoti esant ilgalaikei įtampai, o tai padeda išlaikyti sandarios konstrukcijos stabilumą. Tačiau jų CTI našumas yra santykinai žemas, todėl paprastai reikia didesnio valkšnumo atstumo dizaino, todėl jie labiau tinka vidutinės- ir žemos{7} įtampos aplinkoje, pvz., kai kuriose DC-Link Capacitor Laminated Bus Bars arba DC Support Capacitor Laminated Bus Bars programose.

 

Visoje laminuotų šynų sistemoje lanksti izoliacija daugiausia naudojama elektros izoliacijai ir sandarinimui tarp laidininkų sluoksnių, o standžios izoliacinės medžiagos naudojamos konstrukcijos atramai ir elektros izoliacijai tarp šynų mazgų. Standžios izoliacijos storis paprastai yra tiesiogiai susijęs su sistemos įtampos lygiu; bendras projektavimo principas yra maždaug 1 mm standžios izoliacinės medžiagos vienam kilovoltui. Aukštos-įtampos sistemose, pvz., laminuotose šynose, skirtose didelės-galios atgal-į-atgaliniams keitikliams arba keitiklių šynoms, skirtoms geležinkelių eismo ir metro sistemoms, norint patenkinti dalinio iškrovimo valdymo ir ilgalaikio{9}}patikimo veikimo reikalavimus, paprastai reikalingi standūs 1 mm–6 mm storio izoliaciniai sluoksniai.

 

Kalbant apie pagrindinius veikimo parametrus, santykinis temperatūros indeksas (RTI) ir santykinis sekimo indeksas (CTI) yra svarbūs izoliacinių medžiagų vertinimo rodikliai. RTI įvertina medžiagos gebėjimą išlaikyti našumą ilgalaikio terminio senėjimo sąlygomis; jo eksploatavimo trukmės vertinimas paprastai grindžiamas pagreitinto senėjimo bandymais, viršijančiais 20 000 valandų, ir laikomasi eksponentinio temperatūros ir naudojimo trukmės ryšio. CTI atspindi medžiagos atsparumą sekimui užterštoje aplinkoje ir yra labai svarbus nustatant šliaužimo atstumą aukštos-tampos sistemose. Be to, medžiagos pailgėjimas tiesiogiai veikia jos prisitaikymą apdirbimo metu ir yra vienas iš pagrindinių parametrų vertinant sandarinimo efektyvumą ir mechaninį patikimumą.

 

Laminuotų šynų izoliacinių medžiagų eksploatacinių savybių reikalavimai labai skiriasi įvairiose naudojimo srityse. Pramoninėse aukštos{1} įtampos programose, pvz., aukštos įtampos sprogimo{2}}šynose arba didelės-galios konvertavimo sistemose, darbinė įtampa paprastai svyruoja nuo 1000 V iki 6000 V. Šioms programoms reikalingi itin aukšti dalinio iškrovimo valdymo, elektros izoliacijos našumo ir ilgo -tarnavimo laiko standartai. Todėl reikalingas lanksčių ir standžių izoliacijos konstrukcijų derinys, o pirmenybė teikiama aukštos CTI medžiagos. Naujų energetinių transporto priemonių sektoriuje, pavyzdžiui, didelio šilumos laidumo metalizuotos plėvelės kondensatorių magistralėse, skirtose EV valdymo sistemoms, sistemos įtampa paprastai yra mažesnė nei 800 V. Izoliacijos našumo reikalavimai yra santykinai mažesni, daugiau dėmesio skiriant lengvam dizainui, atsparumui karščiui ir surinkimo proceso suderinamumui. Todėl PI medžiagos turi tam tikrų pranašumų konkrečiose suvirintose konstrukcijose.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Be to, kai kuriose ne-laminuotose konstrukcijose arba vieno{1}}laidininko naudojimo atveju taip pat gali būti naudojama miltelinio dažymo izoliacija, ty milteliniu būdu-dažytos laminuotos šynos su dielektrine danga, kurių storis svyruoja nuo 0,2 mm iki 3,00 mm. Šis procesas tinka sudėtingų formų laidininkams izoliuoti, pasiekti gerą paviršiaus padengimą ir sandarumą. Tačiau dėl sunkumų kontroliuojant izoliacijos nuoseklumą laidininkų kraštuose ir aštriuose kampuose, ji paprastai nenaudojama didelio-tikslumo laminuotose šynų sistemose, pvz., sudėtingose ​​srityse, pvz., pritaikyta vario inverterio laminuota šyna elektros instaliacijai.

 

Apskritai, laminuotų šynų, kaip tipiškų laminuotų šynų pasyviųjų elektroninių komponentų, veikimas labai priklauso nuo izoliacinių medžiagų pasirinkimo ir konstrukcijos konstrukcijos. Tinkamai derinant lanksčias ir standžias izoliacines medžiagas ir atsižvelgiant į konkrečius taikymo scenarijus (pvz.,Laminuotos šynos sudėtingiems šynų įrengimams), galima pasiekti didesnį galios tankį ir sistemos integraciją, tuo pačiu užtikrinant elektros saugą.