Laminated Insolated Flexible Busbar: τεχνολογική ανακάλυψη και εφαρμογή μετάδοσης ισχύος υψηλής{{0} συχνότητας

Στον τομέα της μετάδοσης ισχύος, το "skin effect" σε ένα περιβάλλον υψηλής-συχνότητας ρεύματος ήταν πάντα μια βασική τεχνική πρόκληση που περιορίζει τη βελτίωση της απόδοσης μετάδοσης. Με τη συνεχή αναβάθμιση της ζήτησης για σμίκρυνση, απόδοση και ελαφρύ εξοπλισμό ισχύος σε βιομηχανίες όπως η νέα ενέργεια, η σιδηροδρομική μεταφορά και ο βιομηχανικός αυτοματισμός, η Laminated Insulated Flexible Busbar, με τον καινοτόμο δομικό σχεδιασμό της, λύνει αποτελεσματικά το πρόβλημα της παραδοσιακής μετάδοσης αγωγού και γίνεται βασική τεχνική λύση για την υψηλή συχνότητα{2}. συστημάτων μεταφοράς ισχύος προς υψηλότερες επιδόσεις.

Για να κατανοήσουμε την τεχνική αξία του Laminated BusBar, είναι απαραίτητο να αποσαφηνίσουμε πρώτα το βασικό φυσικό φαινόμενο του "skin effect". Το Skin Effect αναφέρεται στο χαρακτηριστικό ότι, κατά τη μετάδοση εναλλασσόμενου ρεύματος υψηλής-συχνότητας, το ρεύμα τείνει φυσικά να συγκεντρώνεται στην επιφάνεια του αγωγού και το κεντρικό τμήμα του αγωγού σχεδόν δεν συμμετέχει στην αγωγιμότητα. Αυτό το φαινόμενο θα οδηγήσει άμεσα σε μείωση της απόδοσης μετάδοσης και αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας των παραδοσιακών αγωγών, θέτοντας κρυφούς κινδύνους για τη λειτουργία του εξοπλισμού ισχύος.

Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τη μετάδοση ρεύματος σε συχνότητα 1 kHz, το βάθος του δέρματος των παραδοσιακών σκληρών ράβδων χαλκού είναι μόνο περίπου 2,3 mm. Αυτό σημαίνει ότι όταν το πάχος της σκληρής ράβδου χαλκού υπερβαίνει αυτήν την τιμή, το αγωγό υλικό στην κεντρική περιοχή δεν μπορεί να συμμετάσχει αποτελεσματικά στην αγωγιμότητα, κάτι που ισοδυναμεί με την αναποτελεσματική απώλεια του υλικού. Συγκεκριμένα, το δερματικό αποτέλεσμα μπορεί να προκαλέσει μείωση πάνω από 30% στην αποτελεσματική αγώγιμη-διατομή των παραδοσιακών σκληρών ράβδων χαλκού, μείωση κατά 20% -40% στην ικανότητα μεταφοράς ρεύματος και σημαντική αύξηση του κινδύνου τοπικής υπερθέρμανσης λόγω της τρέχουσας συγκέντρωσης, με αποτέλεσμα αύξηση πάνω από 15% στην ιδανική θερμοκρασία λειτουργίας σε σύγκριση με την ιδανική κατάσταση. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, αυτό το πρόβλημα έχει περιορίσει σοβαρά τη βελτίωση της απόδοσης και τη δομική βελτιστοποίηση του εξοπλισμού μετάδοσης ισχύος υψηλής συχνότητας και απαιτούνται επειγόντως καινοτόμες τεχνικές λύσεις για την αντιμετώπισή του. Το Laminated Copper BusBar είναι το κλειδί για την επίλυση αυτού του προβλήματος.

Η εμφάνιση του Laminated Insolated Flexible Busbar παρέχει μια αποτελεσματική διαδρομή για την επίλυση μιας σειράς προβλημάτων που προκαλούνται από τα εφέ του δέρματος και το βασικό του πλεονέκτημα έγκειται στον μοναδικό σχεδιασμό πολυστρωματικής δομής του. Αυτός ο τύπος ζυγού αποτελείται από πολλαπλά στρώματα εξαιρετικά λεπτών λωρίδων χαλκού που κυμαίνονται από 0,8 mm έως 1 mm και είναι τυλιγμένα με μονωτικά υλικά όπως χλωριούχο πολυβινύλιο (PVC) ή θερμοπλαστικό ελαστομερές (TPE). Η βασική λογική αυτού του σχεδιασμού είναι να ελέγχεται με ακρίβεια το πάχος του αγωγού μονής-στρώσης, έτσι ώστε το πάχος κάθε στρώσης λωρίδας χαλκού να είναι μικρότερο από το βάθος του δέρματος κάτω από ρεύμα υψηλής-συχνότητας, διασφαλίζοντας ότι κάθε λωρίδα χαλκού μπορεί να συμμετέχει πλήρως στην αγωγιμότητα και ουσιαστικά αποφεύγονται οι αναποτελεσματικές απώλειες του αγωγού στην κεντρική περιοχή του αγωγού.

Ταυτόχρονα, η πολυεπίπεδη δομή διευρύνει σημαντικά την αποτελεσματική αγώγιμη επιφάνεια του αγωγού, καθιστώντας την κατανομή ρεύματος στην επιφάνεια του αγωγού πιο ομοιόμορφη και ενισχύοντας περαιτέρω την ικανότητα μεταφοράς ρεύματος-. Τα πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι κάτω από την ίδια-διατομή, η τρέχουσα χωρητικότητα-φορητικής ικανότητας της Laminated Flexible BusBar μπορεί να αυξηθεί έως και 20% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές σκληρές ράβδους χαλκού. Επιπλέον, η εξαιρετική του απόδοση μόνωσης παρέχει επίσης υποστήριξη για τη βελτιστοποίηση της δομής του εξοπλισμού. Συνήθως, το επίπεδο τάσης αντοχής του εδάφους μπορεί να ξεπεράσει τα 15 kV και το επίπεδο τάσης αντοχής μεταξύ ζυγών μπορεί να φτάσει τα 30 kV, γεγονός που μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις σχεδιασμού της σμίκρυνσης και ενσωμάτωσης του εξοπλισμού, ξεπερνώντας τους περιορισμούς των παραδοσιακών σκληρών ράβδων χαλκού στη διάταξη εγκατάστασης και στη χρήση του χώρου.

Το χαρακτηριστικό χαμηλής- αύξησης της θερμοκρασίας είναι ένα άλλο βασικό πλεονέκτημα του Varnished Insulated Busbar (VIB) για τη διασφάλιση της ασφαλούς και σταθερής λειτουργίας των συστημάτων ισχύος. Λόγω της ομοιόμορφης κατανομής του ρεύματος μεταξύ κάθε στρώσης φύλλων χαλκού, η ελασματοποιημένη μαλακή ράβδος μόνωσης αποφεύγει αποτελεσματικά το τοπικό πρόβλημα «καυτού σημείου» που προκαλείται από τη συγκέντρωση ρεύματος στις παραδοσιακές σκληρές ράβδους χαλκού. Τα πραγματικά δεδομένα λειτουργίας δείχνουν ότι σε σύγκριση με την παραδοσιακή σκληρή χάλκινη πλαστικοποιημένη ράβδο λεωφορείων για βιομηχανική, η αύξηση της θερμοκρασίας εργασίας μπορεί να μειωθεί κατά 10 βαθμούς -20 βαθμούς . Αυτή η δυνατότητα όχι μόνο βελτιώνει τη σταθερότητα της λειτουργίας του συστήματος κατά περισσότερο από 30%, αλλά επεκτείνει επίσης αποτελεσματικά τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού ισχύος. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού κατά περισσότερο από 20%, ιδιαίτερα κατάλληλο για σενάρια υψηλής πυκνότητας ισχύος, μακροπρόθεσμης συνεχούς λειτουργίας και μετάδοσης ισχύος.

Από την άποψη του πλήρους κόστους κύκλου ζωής και της πράσινης κατασκευής, οι Laminated Bus Bars for Computers έχουν επίσης σημαντικά πλεονεκτήματα. Ο καινοτόμος δομικός σχεδιασμός του μπορεί να εξοικονομήσει 10% -15% της χρήσης υλικών χαλκού, ελέγχοντας αποτελεσματικά το κόστος παραγωγής μειώνοντας παράλληλα την κατανάλωση πρώτων υλών. Ταυτόχρονα, η μείωση στη χρήση υλικών χαλκού σημαίνει και μείωση του αποτυπώματος άνθρακα κατά την παραγωγική διαδικασία, κάτι που συνάδει με την τρέχουσα τάση ανάπτυξης πράσινης και χαμηλών εκπομπών άνθρακα στη μεταποιητική βιομηχανία, εξισορροπώντας οικονομικά και περιβαλλοντικά οφέλη.