Technische Anwendung und Leistungsüberprüfung intelligenter laminierter Stromschienen in der Windkraft, Photovoltaik und elektrischen Traktion

Eine laminierte Kupferschiene ist eine elektrische Verbindungskomponente mit einer mehrschichtigen Verbundstruktur, die als „Autobahn“ im Stromverteilungssystem betrachtet werden kann. Im Vergleich zu herkömmlichen komplexen, umständlichen, zeitaufwändigen und arbeitsintensiven Verkabelungsmethoden können mit gestapelten Sammelschienen Verteilungssysteme mit hohem technologischen Inhalt und klarer Struktur aufgebaut werden. Zu seinen Hauptmerkmalen gehören: wiederholbare elektrische Leistung, niedrige induktive Impedanz, starke Entstörungsfähigkeit, hohe Zuverlässigkeit, einfache Montage und Platzersparnis. Gestapelte Sammelschienen können als ideale elektrische Verbindungskomponenten für Hochleistungsmodule dienen und werden häufig in Stromumwandlungsmodulen für die Windenergieerzeugung, Photovoltaik, elektrische Traktionsausrüstung und große Netzwerkausrüstung verwendet.

Die technischen Vorteile laminierter Stromschienen für die Telekommunikation lassen sich in fünf Punkten zusammenfassen: niedrige Kosten sowie hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit in Einklang bringen; Durch die kompakte Bauweise wird deutlich Platz beim Einbau eingespart; Optimierung der Schaltkreisleistung durch niedrige Induktivität und niedrige Impedanz; Einfache Installation, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Installationsfehlern verringert wird; Im Vergleich zu herkömmlichen Kabeln verfügt es über eine höhere Stromtragfähigkeit und einen langsameren Temperaturanstieg.

Die intelligente laminierte Sammelschiene hat aufgrund ihrer geringen Induktivität, hohen Zuverlässigkeit, einfachen Installation und hervorragenden Wärmeableitungs- und Stromführungsleistung einen wichtigen Anwendungswert in Konverterszenarien mittlerer bis hoher Leistung. Zu den Hauptanwendungsgebieten gehören Stromumwandlungsmodule in Windkraftanlagen, Photovoltaik-Wechselrichtern, Antriebsanlagen, Stromumwandlungsmodulen für große Netzwerkgeräte sowie industrielle Frequenzumrichter (USV), Traktionswechselrichter für den Schienenverkehr usw. In diesen Szenarien können gestapelte Sammelschienen die verteilte Induktivität effektiv reduzieren, Spannungsspitzen unterdrücken und die Gesamtsystemeffizienz sowie die langfristige Betriebsstabilität verbessern.
 

Anhand konkreter Anwendungsfälle können der praktische Einsatzwert und die Leistungsvorteile laminierter Stromschienen für IGBT-basierte Motorantriebe deutlich demonstriert werden. In einem bestimmten Anwendungsszenario sieht das ursprüngliche Entwurfsschema ohne Verwendung gestapelter Sammelschienen wie folgt aus: Die DC-Busspannung beträgt 790 V, der IGBT-Arbeitsstrom beträgt 133 A, die Businduktivität beträgt bis zu 780 nH und die IGBT-Nennspannung ist auf 1700 V eingestellt. Aufgrund der direkten Verbindung der Kupferschienen im ursprünglichen Schema besteht eine große Induktivität zwischen den positiven und negativen Schienen und es muss genügend Spielraum für den IGBT reserviert werden, um die Leistungsanforderungen zu erfüllen. Gleichzeitig übernimmt der Lüfter eine Blaskühlungsmethode, die zu einem Wärmestau in Phase A des AC-Ausgangs und einem schnellen Temperaturanstieg führt, was die Stabilität des Systems ernsthaft beeinträchtigt.

Nach der Einführung der laminierten Stromschiene für Motorantriebe für die Leistungselektronik wurde die Businduktivität auf etwa 21 nH reduziert, und die Induktivität der Stromkreisverteilung wurde erheblich reduziert, wodurch Spannungsspitzen effektiv vermieden wurden, sichergestellt wurde, dass der IGBT nicht ausfällt, und die gesamte Designstruktur vereinfacht wurde. Beim Vergleich der beiden Schemata ist die Installation von Gleichstromverbindungen mit gestapelten Sammelschienen bequemer, ohne dass komplexe Aspekte wie elektrische Abstände und Kriechstrecken berücksichtigt werden müssen. Ziehen Sie einfach die Schrauben der Installationspunkte fest, um das Risiko von Installationsfehlern zu verringern.

Im Hinblick auf die Isolationszuverlässigkeit kann der umschlossene Rand der laminierten Sammelschiene das Eindringen von Schadstoffen und Staub wirksam blockieren, Kurzschlussfehler vermeiden und einen langfristigen fehlerfreien Betrieb gewährleisten. Im Hinblick auf Wärmeableitung und Stromführung bietet die flache und breite Struktur in Kombination mit einer hochwärmeleitenden Isolierfolie eine hervorragende Wärmeableitungswirkung, einen geringen Widerstand, stabile Temperaturanstiegseigenschaften und lässt viel Raum für die Erhöhung der Stromtragfähigkeit, die unter kurzzeitigen Überlast- und Hochstrombedingungen stabil arbeiten kann.

Obwohl laminierte Sammelschienen für Hochstrom-Wechselrichter erhebliche technische Leistungsvorteile bieten, ist es wichtig, bei praktischen Anwendungen auf ihre Kosten- und Flexibilitätseigenschaften zu achten. Im Vergleich zu gewöhnlichen Kupferschienen sind die Herstellungskosten laminierter Stromschienen etwas höher, und aufgrund der Notwendigkeit spezieller Formen für die Verarbeitung können spätere Änderungen an der Struktur der Kupferschienen synchrone Modifikationen oder sogar Neuformen erfordern, was zu einer unzureichenden Flexibilität für Designänderungen führt.

Daher wird in praktischen Anwendungen empfohlen, dass nach der vollständigen Festlegung des Entwurfsschemas der laminierten Sammelschiene für Raumfahrzeug-Wechselrichter, der Demonstration im Prototypenstadium und der Fertigstellung der Struktur die Verarbeitung und Produktion der laminierten Sammelschiene durchgeführt werden kann, um die durch Designänderungen verursachten Kosten und Zyklusverluste zu reduzieren und ihre technischen Vorteile voll auszuschöpfen. Insgesamt sind laminierte Kupfersammelschienen aufgrund ihrer geringen Induktivität, hohen Zuverlässigkeit, einfachen Installation und hervorragenden Wärmeableitungs- und Stromführungsleistung in Konverterszenarien mittlerer bis hoher Leistung insgesamt von erheblicher Wettbewerbsfähigkeit.

Für verschiedene Anwendungsszenarien wie Windenergieerzeugung, Photovoltaik-Wechselrichter, elektrische Traktion und industrielle Übertragung sind die Induktivitätssteuerung, die Isolationsstruktur und das Wärmeableitungsdesign vonIntelligente laminierte Stromschienenmüssen entsprechend den spezifischen Arbeitsbedingungen optimiert und angepasst werden. Kontaktieren Sie uns gerne für eine professionelle Auswahlberatung und technische Unterstützung, die auf Ihr Projekt zugeschnitten ist.