Greining á lagskiptum rúllum einangrunarefni: Hvernig hefur sveigjanleg og stíf einangrun áhrif á afköst kerfisins?

Með hraðri þróun nýrra orkutækja, orkugeymslukerfa, járnbrautaflutninga og tíðnibreytingabúnaðar í iðnaði hafa lagskiptir rúllur orðið lykilleiðandi tengihlutir í rafeindakerfum með-afli. Hvort sem um er að ræða lagskipt rúllustangir fyrir rafbíla, lagskipt strætisvagn í háum-aflbreyti eða sérsniðið lagskipt strætisvagn fyrir IGBT, fer frammistaða þess ekki aðeins eftir hönnun leiðarans heldur einnig af vali á einangrunarefnum.

 

Einangrunarkerfið hefur bein áhrif á þol rafspennu, afhleðslu að hluta, endingartíma og heildaráreiðanleika. Skilningur á eiginleikum sveigjanlegrar og stífrar einangrunar er lykilatriði til að hanna há-afkastamikil lagskipt lág-framleiðandi samskeyti.

 

 

 

Lagskipt rúlla er leiðandi tengikerfi sem samanstendur af mörgum lögum af leiðurum og einangrunarefnum, sem tilheyra dæmigerðri fjöl-lagssamsettri uppbyggingu tengistöngum.

 

Með því að stafla jákvæðum og neikvæðum leiðurum þétt saman og einangra þá með einangrunarlagi er hægt að draga úr lykkjuspennu á áhrifaríkan hátt, bæta rafsegulsamhæfi kerfisins og minnka orkutap. Þess vegna er það mikið notað í:

 

Drifkerfi rafbíla
Orkugeymslubreytir (PCS)
Iðnaðar tíðnibreytir
Photovoltaic inverters
Raforkukerfi fyrir járnbrautarflutninga
Hár-aflgjafabúnaður

 

Í fjöl-laga mannvirkjum eins og þriggja-laga lagskipuðum rásarstöngum veitir einangrunarefnið ekki aðeins rafeinangrun heldur einnig vélrænni og umhverfisvernd.

 

 

 

Eins og er, nota flestar lagskipt strætisvagnar að hluta sveigjanlegar einangrunarfilmur sem eru lagskiptar á koparleiðara.

 

Sveigjanlegt einangrunarefni er venjulega tengt þétt við leiðarann ​​í gegnum heitt-pressunarferli, myndar fullkomna innsigli á brúnum leiðarans og bætir þar með viðnám gegn raka og hita, mengun og öldrun.

 

PET pólýester einangrunarefni

PET er eitt af algengustu einangrunarefnum fyrir fjöllaga rúllur.

Helstu einkenni þess eru:

Langtíma-vinnsluhiti allt að 105 gráður;
Framúrskarandi sveigjanleiki; Minna viðkvæmt fyrir sprungum við beygju.
Frábær yfirborðsgæði;
Góðir logavarnarefni; Tiltölulega hagkvæmur kostnaður.

Vegna hás CTI (relative tracking index) er PET sérstaklega hentugur fyrir há-spennunotkun.

PET efni eru mikið notuð í neðanjarðarlestum lagskiptum rúllum og iðnaðarorkukerfum.

PI pólýímíð einangrunarefni

PI er hár-afkastamikið einangrunarefni með háan-hita-þolið.

Helstu kostir þess eru:

Langtíma-hitaþol sem fer yfir 200 gráður;
Framúrskarandi hitastöðugleiki;
Góð suðuhæfni; Mikil eðlislæg logavarnarhæfni.

Þess vegna hafa PI efni umtalsverða kosti í IGBT lagskiptum rúllum og forritum sem krefjast lóðunar á þéttum, spólum og öðrum íhlutum.

Hins vegar hafa PI efni tiltölulega veikari yfirborðsmælingareiginleika og eru dýrari en PET. Þau eru venjulega notuð í sérstökum forritum frekar en hefðbundinni hönnun.

 

 

Sveigjanleg einangrun nær fyrst og fremst yfir leiðarann, en stíf einangrun þjónar aðallega sem byggingareinangrun milli leiðaralaga.

 

Í háspennukerfum er þunn-filmu einangrun ein og sér oft ófullnægjandi til að mæta kröfum um hluta afhleðslu og skriðfjarlægðar, sem krefst þess að bæta við stífum einangrunarlögum.

 

Algeng stíf einangrunarefni eru:

Glertrefjar styrkt pólýester borð

Epoxý trefjagler borð

Há-einangrandi samsett efni

Þykkt stífrar einangrunar er venjulega ákvörðuð út frá rekstrarspennu kerfisins.

 

Í almennri verkfræðihönnun:

Um það bil 1 mm einangrunarfjarlægð þarf fyrir hverja 1kV hækkun á rekstrarspennu.
Því hærra sem spennustigið er, því meiri er stíf einangrunarþykktin.
Háspennukerfi gætu þurft 3-6 mm einangrunarvirki eða jafnvel þykkari.

 

Þess vegna, í háspennuforritum eins og háspennusprengingum-Proof Inverter Busbar, hefur stíf einangrun orðið ómissandi og mikilvægur hluti.

 

 

RTI-Hlutfallslegur hitastig

RTI (Relative Thermal Index) táknar hæsta hitastig sem einangrunarefni getur starfað við stöðugt í langan tíma.

Þessi vísitala er notuð til að meta getu efnisins til að viðhalda vélrænni styrk og rafeiginleikum við langtíma-varmaöldrun.

Almennt:

 

Hærra hitastig styttir líftíma efnisins.

Fyrir hverja 10 gráðu hækkun hitastigs getur endingartími efnis minnkað um helming.

Fyrir hverja 10 gráðu lækkun á hitastigi getur líftími efnisins tvöfaldast.

Þess vegna er RTI (Relative Tracking Index) afgerandi þáttur í efnisvali fyrir-langtímastýrðar lagskiptar rúllur fyrir flóknar uppsetningar.

 

CTI-Hlutfallslegur mælingarvísitala

CTI metur viðnám yfirborðs einangrunarefnis gegn spori.

Hærri CTI gildi:

Minni kröfur um skriðfjarlægð;
Sterkari mótstöðu gegn mengun;
Öruggari og stöðugri rekstur við háspennu.

Fyrir notkun yfir 1000V er CTI oft mikilvæg færibreyta sem ákvarðar einangrunarhönnun.

 

Lenging

Lenging endurspeglar getu efnis til að standast sprungur og þynningu við teygjur.

Mikil lenging þýðir:

Betri hentugleiki fyrir flókin beygjuferli;
Auðveldari leiðarabrúnþétting;
Meiri einangrunaráreiðanleiki.

PET efni hafa venjulega lenging sem er yfir 100%, en PI efni hafa almennt minni lengingu en PET.

 

 

Iðnaðarorkukerfi

Iðnaðarforrit fela venjulega í sér:

Rekstrarspenna frá 1000V til 6000V;
Langtíma-rekstrarkröfur;
Miklar kröfur um losun að hluta;
Strangar skriðfjarlægðarforskriftir.

Þess vegna nota lagskipt rúllustangir fyrir þriggja-þrepa invertara og stór straumbreytikerfi oft blöndu af sveigjanlegri og stífri einangrun.

 

Umsóknir um ný orkutæki

Ný orkubílakerfi starfa venjulega við spennu sem er einbeitt í:

400V pallar

800V pallar

Vegna tiltölulega lægri spennustigs:

Lægri kröfur um losun að hluta;
Stíf einangrun er ekki nauðsynleg í flestum tilfellum.
Áhersla er lögð á létta hönnun og rýmisnýtingu.

Þess vegna nota lagskipt rúllur fyrir rafbíla oft létt lagskipt mannvirki til að uppfylla kröfur um mikla aflþéttleika.

 

 

 

Til viðbótar við hefðbundna lagskiptu einangrun eru dufthúð og epoxýhúð einnig algengar einangrunaraðferðir.

 

Þessi ferli henta fyrir flóknar mannvirki eða forrit með einum-leiðara og ná:

Yfirborðs einangrunarvörn;
Tæringarvörn;
Umhverfisþétting.

Hins vegar, fyrir rútustangakerfi sem krefjast lágs inductance og mikla áreiðanleika, er lagskipt einangrun áfram almenna lausnin.

 

 

Með stöðugri þróun rafeindatækni tækni, hafa lagskipt rúllustangir þróast úr einföldum leiðandi tengjum í mikilvæga hluti sem samþætta leiðni, hitaleiðni, einangrun og rafsegulhagræðingu. Hvort sem það er notað á ný orkutæki, flutninga á járnbrautum eða iðnaðaraflumbreytingarbúnaði, hefur viðeigandi val á einangrunarefnum bein áhrif á öryggi, áreiðanleika og líftíma kerfisins.

 

Fyrir nútímalagskipt rúllahönnun, sveigjanleg einangrun er ábyrg fyrir því að ná skilvirkri leiðara umhjúpun, á meðan stíf einangrun uppfyllir miklar-spennuþolskröfur. Saman tryggja þau stöðugan-tíma langtíma starfsemi alls raforkukerfisins.