Lamine Baralar için Yalıtım Malzemeleri - Esnek ve Sert Yalıtımın ve Parametrelerinin Kısa Bir Tartışması

Lamine bara, çok sayıda iletken ve yalıtım malzemesinden oluşan bir elektrik bağlantı bileşenidir. Lamine Düşük Endüktif Baralar ve Bakır Lamine Baralar gibi yüksek-güç-yoğunluklu ve kompakt güç elektroniği sistemlerinde yaygın olarak kullanılır. Temel tasarım hedefi, yüksek voltaj ve yüksek akım iletiminin gereksinimlerini karşılarken üç-boyutlu bir yapı aracılığıyla elektrik alanı dağıtımını ve parazitik endüktansı optimize ederek genel sistem verimliliğini ve güvenilirliğini artırmaktır. Tipik uygulamalar arasında yüksek-güç dönüştürücülerdeki lamine baralar ve DC güç dağıtım sistemleri için lamine baralar yer alır.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Yapısal olarak lamine baralar, temel iletken birimleri oluşturmak için tipik olarak iletkenlerle lamine edilmiş esnek yalıtım malzemeleri kullanır. Bu yapı aynı zamanda kısmen lamine bara veya çok-katmanlı kompozit yapı bağlantı çubuğu olarak da bilinir. Sıcak-presleme işlemi sırasında esnek yalıtım malzemesi, yapışkan katmanlar aracılığıyla iletkene sıkı bir şekilde bağlanarak iletken kenarlarında etkili bir yalıtım oluşturur, böylece karmaşık ortamlarda bile istikrarlı yalıtım performansı korunur. Yaygın olarak kullanılan esnek yalıtım malzemeleri arasında polyester (PET) ve poliimid (PI) bulunur; PET, kapsamlı performans avantajları nedeniyle üç-katmanlı lamine baralarda ve standart bara ürünlerinde en yaygın kullanılanıdır.

 

Polyester malzemeler orta düzeyde bir sıcaklık direncine (tipik olarak 105 derece) sahiptir ve uzun- süreli termal döngü koşulları altında sabit mekanik ve elektriksel özellikleri korur. Uzaması %100'ü aşabilir, bu da bükülme ve kenar bağlama sırasında yırtılmaya veya kalınlık azalmasına daha az eğilimli olmasını sağlar. Ayrıca PET, Yüksek Gerilim Patlamasına- Dayanıklı İnverter Baraları gibi yüksek-voltaj uygulamaları için özellikle kritik olan sızıntı riskini etkili bir şekilde azaltan yüksek bir bağıl izleme indeksine (CTI) sahiptir. PET, alev geciktirici derecelendirmelerini (örneğin, V0) karşılarken aynı zamanda farklı voltaj seviyelerine ve yapısal tasarım gereksinimlerine uyum sağlamak için çeşitli kalınlıklarda (örneğin, 50μm ila 350μm) mevcuttur, böylece Üç Seviyeli İnvertörler için Lamine Baralar ve IGBT'ler için Özelleştirilmiş Lamine Baralar gibi uygulamalarda çok yönlülük sunar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Buna karşılık, poliimid (PI) malzemeler, daha yüksek sıcaklık direncine sahip (RTI tipik olarak 200 dereceyi aşar) yüksek performanslı yalıtım malzemeleridir; bu da onları, Elektrikli Arabalar için Lamine Baralarda kapasitör veya elektronik bileşen kaynağı içeren yapılar gibi yüksek sıcaklıkta kaynak veya yüksek lokal ısı yükleri içeren uygulamalar için uygun kılar. PI malzemeleri daha fazla mekanik sertliğe sahiptir ve uzun süreli gerilim altında gevşemeye daha az eğilimlidir-, bu da yalıtılmış yapının stabilitesinin korunmasına yardımcı olur. Bununla birlikte, CTI performansları nispeten düşüktür ve genellikle daha büyük bir sızıntı mesafesi tasarımı gerektirir, bu da onları orta- ve düşük- voltaj ortamları için daha uygun hale getirir, örneğin bazı DC-Bağlantı Kapasitörlü Lamine Baralar veya DC Destek Kapasitörlü Lamine Baralar uygulamaları.

 

Komple lamine bara sisteminde, esnek izolasyon esas olarak iletken katmanlar arasındaki elektriksel izolasyon ve sızdırmazlık için kullanılırken, bara düzenekleri arasındaki yapısal destek ve elektriksel izolasyon için sert izolasyon malzemeleri kullanılır. Sert yalıtımın kalınlığı genellikle doğrudan sistem voltaj düzeyiyle ilişkilidir; genel tasarım prensibi kilovolt başına yaklaşık 1 mm sert yalıtım malzemesidir. Yüksek-kapasiteli arka-dönüştürücüler için lamine baralar veya demiryolu trafiği ve metro sistemleri için invertör baraları gibi yüksek gerilim sistemlerinde, kısmi deşarj kontrolü ve uzun-güvenli çalışma gereksinimlerini karşılamak için genellikle 1 mm ile 6 mm arasında kalınlığa sahip sert yalıtım katmanları gerekir.

 

Temel performans parametreleriyle ilgili olarak, bağıl sıcaklık indeksi (RTI) ve bağıl izleme indeksi (CTI), yalıtım malzemelerinin değerlendirilmesinde önemli göstergelerdir. RTI, bir malzemenin uzun süreli termal yaşlanma koşulları altında performansını koruma yeteneğini ölçer; kullanım ömrü değerlendirmesi tipik olarak 20.000 saati aşan hızlandırılmış eskitme testlerine dayanmaktadır ve sıcaklık ile kullanım ömrü arasındaki üstel ilişkiyi takip etmektedir. CTI, bir malzemenin kirli ortamlarda izlemeye karşı direncini yansıtır ve yüksek-gerilim sistemlerinde kaçak mesafe tasarımı için çok önemlidir. Ayrıca malzemenin uzaması, işleme sırasındaki uyarlanabilirliğini doğrudan etkiler ve sızdırmazlık performansının ve mekanik güvenilirliğin değerlendirilmesinde temel parametrelerden biridir.

 

Lamine baralardaki yalıtım malzemelerine yönelik performans gereksinimleri, farklı uygulama alanlarına göre önemli ölçüde farklılık gösterir. Yüksek Gerilim Patlamasına- Dayanıklı İnverter Baraları veya büyük-ölçekli güç dönüştürme sistemleri gibi endüstriyel yüksek-gerilim uygulamalarında, çalışma gerilimleri genellikle 1000V ile 6000V arasında değişir. Bu uygulamalar kısmi deşarj kontrolü, elektrik yalıtım performansı ve uzun-ömür ömrü açısından son derece yüksek standartlar gerektirir. Bu nedenle esnek ve sert yalıtım tasarımlarının bir kombinasyonu gereklidir ve yüksek CTI malzemeleri tercih edilir. EV Kontrol Sistemleri için Yüksek Isı İletkenliği Metalize Film Kapasitör Baraları gibi yeni enerji taşıtı sektöründe sistem voltajları genellikle 800V'un altındadır. Yalıtım performansı gereksinimleri nispeten daha düşüktür; hafif tasarım, ısı direnci ve montaj süreci uyumluluğu daha fazla vurgulanır. Bu nedenle PI malzemeleri belirli kaynaklı yapılarda belirli avantajlar sunmaktadır.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ayrıca, bazı-lamine olmayan yapılarda veya tek-iletken uygulamalarda, toz boya yalıtımı da kullanılabilir, yani Dielektrik Kaplama Kalınlığı 0,2 mm ~ 3,00 mm Arasında Olan Toz-boyalı Lamine Baralar. Bu işlem, karmaşık şekillere sahip iletkenlerin yalıtılması için uygundur ve iyi bir yüzey kaplaması ve sızdırmazlık sağlar. Ancak iletken kenarları ve keskin köşelerdeki izolasyon tutarlılığının kontrol edilmesindeki zorluk nedeniyle, Elektrik Tesisatı için Özelleştirilmiş Bakır İnverter Lamine Bara gibi zorlu uygulamalar gibi yüksek-hassas lamine bara sistemlerinde genellikle kullanılmaz.

 

Genel olarak, tipik Lamine bara pasif elektronik bileşenleri gibi, lamine baraların performansı büyük ölçüde yalıtım malzemelerinin seçimine ve yapısal tasarıma bağlıdır. Esnek ve sert yalıtım malzemelerini uygun şekilde eşleştirerek ve özel uygulama senaryolarını (örn.Karmaşık Busbar Kurulumları için Lamine Baralar), elektriksel güvenlik sağlanırken daha yüksek güç yoğunluğu ve sistem entegrasyonu sağlanabilir.