寄生インダクタンスから完全密閉構造まで: 積層銅バスバーが配電システムの信頼性をどのように向上させるか

従来の配電システムでは、個別バスバーの寄生インダクタンスが比較的大きくなっています。電源スイッチがオフになると、寄生インダクタンスによって生成される過渡電圧が DC 回路電圧と重なり、電源スイッチ デバイスやモーターの絶縁に重大な脅威をもたらします。寄生インダクタンスが大きくなり、負荷電流が大きくなり、パワー スイッチの電流降下時間が短くなるほど、この危険性はさらに大きくなり、パワー スイッチ デバイスの選択が異なるため、この危険性は排除されません。この問題を根本的に解決するために、積層インバータバスバー技術が登場しました。

ラミネート銅バスバーは、ラミネートバスバーとも呼ばれ、平らな銅導体と薄い接着剤層でコーティングされた絶縁フィルムの交互の層で構成されています。露出したエッジは絶縁媒体でシールされます。この独自の積層構造により、キャパシタンス、低インダクタンス、低インピーダンスなどの固有の電気特性が得られ、過渡電圧降下を効果的に低減し、回路の発振を抑制し、電磁干渉を最小限に抑えることができます。上記の利点により、積層バスバー コネクタはパワー エレクトロニクス システムでますます広く使用されるようになりました。

さまざまな用途シナリオと環境条件に応じて、積層銅棒は主に 2 つの構造タイプに分けられます。 1 つ目のタイプは、多層銅板と内部絶縁圧縮構造で、産業用周波数コンバータ UPS に適しています。太陽光発電コンバータや内陸風力発電コンバータなどのシナリオでは、断熱材の長期使用温度は 105 度を超えてはなりません。- 2 番目のタイプは、多層銅板と内部および外部絶縁を備えた完全に密閉された圧縮構造であり、大型鉄道牽引コンバータ、鉱山および海洋駆動コンバータ、過酷な環境の洋上風力発電コンバータなどのシナリオに適しています。また、長期絶縁作動温度が 105 度を超えないという要件も満たしています。-

分布インダクタンスが低いという点では、通信用積層バスバーは、同一回路のプラス導体とマイナス導体を一緒に圧縮して分布インダクタンスを打ち消します。同時に、取り付け穴の密閉構造により沿面距離が効果的に増加し、インダクタンス値がさらに低減されます。

この機能により、スイッチング プロセス中に誘導される高電圧によるパワー半導体コンポーネントの故障を防止し、バイパス コンデンサを削減または排除して、パワー コンポーネントの効率を最大化できます。従来のディスクリートバスバーは、IGBT がオフになる瞬間に誘導電圧スパイクを生成します。通常、これを抑制するには並列吸収コンデンサが必要です。ただし、これにより IGBT の出力効率が低下し、高周波損失が増加し、コンポーネントと組み立てのコストが増加し、機器の体積の拡大につながります。-

部分放電抑制に関しては、大電流インバータ用ラミネートバスバーの絶縁層が銅板に接着ホットプレスによりエアギャップなく完全に接合されており、潜在的な部分放電の危険性を根本的に排除しています。部分放電は通常、高電圧条件下で発生します。

絶縁体と銅板の間に空隙があると絶縁劣化が促進され、約5年以内に機器の故障につながります。風力発電コンバータやその他の機器の設計寿命は通常 20 年で、コンデンサ バンクの取り付け構造に従来の分離型ラミネート バス バーを使用すると、複数回の交換が必要となり、部品コストやアフターセールス コストが大幅に増加する可能性があります。-ラミネートバスバーは工場出荷前に 100% 部分放電試験を受けており、絶縁寿命は 25 年以上で、インバータの全寿命にわたってメンテナンスフリーの動作を実現できます。

過酷な環境への適応性の点で、従来の分離バスバーには振動、塩水噴霧、粉塵環境において明らかな欠点がありました。長期間の振動により接続が緩んだり、さらには分解したりする可能性があり、絶縁層への水分の浸入により層間絶縁破壊が発生する可能性があり、塵埃の蓄積によりクリープ絶縁破壊が発生する可能性があります。高周波溶接パワーIGBT用積層バスバーは、高強度の一体接合構造を採用しており、緩みなく長期間の動作を保証します。-同じ電流条件下で、銅バーの厚さの最適化が達成され、複雑な動作条件下でシステムの安定性と耐久性が効果的に向上します。
 

構造設計と断熱スキームラミネート銅バスバー鉄道輸送、新エネルギー生成、産業用送電などのさまざまなアプリケーション シナリオでは、特定の作業条件に応じて最適化して適合させる必要があります。お客様のプロジェクトに合わせた専門的な選択アドバイスとエンジニアリング サポートについては、お気軽にお問い合わせください。