Hochleistungs-Laminat-Sammelschienen: eine Schlüsseltechnologie zur Lösung des Problems der Wärmeerzeugung bei der Stromübertragung

Laminierte Kupfer-Sammelschienen, auch laminierte Sammelschienen genannt, bestehen aus mehreren Schichten leitfähiger Kupfer- oder Aluminiumfolie, die abwechselnd mit Isoliermaterial gestapelt und durch Hochtemperatur- und Hochdruckformen zu einer integrierten Struktur geformt werden. Es ist hinsichtlich der Wärmeerzeugungsquelle optimiert und bietet erhebliche Vorteile bei der Temperaturregelung. Im Hinblick auf ein Design mit niedrigem Widerstand verwendet die laminierte Sammelschiene für Mersen eine mehrschichtige parallele Leiterstruktur, wodurch die leitende Querschnittsfläche effektiv vergrößert und der Gleichstromwiderstand und der Joule-Verlust deutlich reduziert werden. Gleichzeitig wird die Dicke jeder Leiterschicht innerhalb der Eindringtiefe gesteuert, um die Stromverteilung gleichmäßiger zu gestalten und lokale Überhitzung bei hohen Frequenzen zu unterdrücken. Im Hinblick auf niedrige Induktivitätseigenschaften überlappt die laminierte flexible Sammelschiene eng die positiven und negativen Sammelschienen, sodass sich Strom und Magnetfelder gegenseitig aufheben. Die verteilte Induktivität beträgt nur 1/10 bis 1/100 des herkömmlichen Schemas, wodurch Blindleistungsverluste und Schaltverluste effektiv reduziert und indirekt die Wärmeerzeugung reduziert werden. Im Hinblick auf eine effiziente Wärmeableitung verfügt die flache Struktur der laminierten Kupferschiene über eine größere Oberfläche und wesentlich bessere Wärmeableitungsbedingungen als kreisförmige Kabel. Es kann direkt an der Wärmeableitungsstruktur haften, um eine schnelle Wärmeleitung zu erreichen und den Gesamttemperaturanstieg auf einem niedrigeren Niveau zu halten.

Aufgrund der Vorteile geringer Verluste und geringer Wärmeentwicklung werden laminierte Stromschienen für die Telekommunikation häufig in verschiedenen Hochleistungsübertragungssystemen eingesetzt. Im Bereich neuer Energiefahrzeuge werden Sammelschienen für Transformatoren für Hochspannungsverbindungen von Batteriepaketen zu Wechselrichtern verwendet, um einen Betrieb mit geringer Wärmeentwicklung bei Hunderten von Kilowatt Leistungsübertragung aufrechtzuerhalten, die Effizienz des Stromversorgungssystems zu verbessern und die Lebensdauer der Komponenten zu verlängern. In Energiespeichersystemen ist die laminierte Sammelschiene für IGBT--basierte Motorantriebe für die Konvergenz von Batteriemodulen und PCS-Leistungsumwandlungsaufgaben verantwortlich. Sein geringer Widerstand und seine hohen Wärmeableitungseigenschaften können eine Überhitzung am Konvergenzpunkt verhindern und so die Systemsicherheit und die Zykluseffizienz verbessern. Im Bereich industrieller Frequenzumrichter kann die laminierte Sammelschiene für Hochstrom-Wechselrichter den Skin-Effekt wirksam unterdrücken, die Betriebstemperatur von Leistungsmodulen senken und die langfristige Zuverlässigkeit des Gerätebetriebs verbessern. Darüber hinaus spielen gestapelte Sammelschienen in Szenarien wie Photovoltaik-Wechselrichtern, Schienenverkehr und Hochleistungsstromquellen auch eine stabile, effiziente und geringe Wärmeübertragungsrolle.

Zuverlässige Design- und Herstellungsprozesse sind wichtige Garantien für die laminierte Sammelschiene für die Montagestruktur der Kapazitätsbank, um eine geringe Wärmeentwicklung und einen hochstabilen Betrieb zu erreichen. Als Leitermaterial wird üblicherweise sauerstofffreies Kupfer mit hoher Leitfähigkeit verwendet, kombiniert mit dielektrischen Materialien mit hoher Temperaturbeständigkeit und hoher Isolationsleistung, um eine sichere Leitfähigkeit und Isolierung zu gewährleisten. Der Prozess nutzt die Vakuum-Bonding-Technologie, um Blasen und Lücken zwischen den Schichten zu beseitigen, den thermischen Widerstand der Grenzfläche zu verringern und das Risiko einer Teilentladung und Überhitzung zu vermeiden. Gleichzeitig muss ein maßgeschneidertes Design auf der Grundlage der tatsächlichen Strom-, Spannungs-, Platz- und Wärmeableitungsbedingungen durchgeführt werden, wobei die Anzahl der Schichten, die Dicke und die äußere Struktur des laminierten Sammelschienendesigns angemessen bestimmt werden müssen, um einen Stromausgleich, eine ausreichende Wärmeableitung und eine Anpassungsfähigkeit bei der Installation sicherzustellen.

Die laminierte Sammelschiene für Hochfrequenz-Schweißleistungs-IGBT mit ihren umfassenden Vorteilen von niedrigem Widerstand, geringer Induktivität und hoher Wärmeableitung löst effektiv das Erwärmungsproblem bei der Hochleistungsübertragung, verbessert die Systemeffizienz, Zuverlässigkeit und Sicherheit erheblich und ist zu einer Schlüsselkomponente moderner leistungselektronischer Geräte geworden. Mit der rasanten Entwicklung neuer Energie, Energiespeicherung, industrieller Automatisierung und anderen Bereichen wird BusBar für Elektrolokomotiven ständig in Richtung leichter, integrierter und hoher Leistungsdichte weiterentwickelt. Angetrieben durch die Nachfrage nach höherer Leistung, höherer Frequenz und höherer Zuverlässigkeit werden gestapelte Sammelschienen in Zukunft weiterhin Materialien, Strukturen und Fertigungstechnologien optimieren und den effizienten und sicheren Betrieb von Hochleistungsübertragungssystemen stärker unterstützen.

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