Aplicação de engenharia e verificação de desempenho de barramentos laminados inteligentes em energia eólica, fotovoltaica e tração elétrica

Uma barra de cobre laminado é um componente de conexão elétrica com uma estrutura composta de múltiplas-camadas, que pode ser considerada como a "rodovia" no sistema de distribuição de energia. Em comparação com métodos tradicionais de fiação complexos, complicados,{2}}consumidores de tempo e mão-de-obra-intensivos, os barramentos empilhados podem construir sistemas de distribuição com alto conteúdo tecnológico e estrutura clara. Seus principais recursos incluem: desempenho elétrico repetível, baixa impedância indutiva, forte capacidade anti-interferência, alta confiabilidade, montagem simples e economia de espaço. Barramentos empilhados podem servir como componentes de conexão elétrica ideais para módulos de alta-potência, amplamente utilizados em módulos de conversão de energia para geração de energia eólica, energia fotovoltaica, equipamentos de tração elétrica e equipamentos de rede-de grande escala.

As vantagens técnicas do barramento laminado para telecomunicações podem ser resumidas em cinco pontos: equilibrar baixo custo e alta segurança e confiabilidade; O design compacto economiza significativamente espaço de instalação; Otimizando o desempenho do circuito através de baixa indutância e baixa impedância; Fácil instalação, reduzindo a probabilidade de erros de instalação; Comparado aos cabos tradicionais, possui maior capacidade de transporte de corrente e taxa de aumento de temperatura mais lenta.

O barramento laminado inteligente tem importante valor de aplicação em cenários de conversores de média a alta potência devido à sua baixa indutância, alta confiabilidade, fácil instalação e excelente dissipação de calor e desempenho de transporte de corrente. Suas principais áreas de aplicação incluem módulos de conversão de energia em sistemas de geração de energia eólica, inversores fotovoltaicos, equipamentos de tração de energia, módulos de conversão de energia para equipamentos de rede de grande porte, bem como conversores de frequência industriais UPS, inversores de tração de trânsito ferroviário, etc. Nesses cenários, os barramentos empilhados podem efetivamente reduzir a indutância distribuída, suprimir picos de tensão e melhorar a eficiência geral do sistema e a estabilidade operacional-de longo prazo.
 

Através de casos de aplicação específicos, o valor prático da aplicação e as vantagens de desempenho do barramento laminado para acionamentos de motor baseados em IGBT podem ser claramente demonstrados. Em um determinado cenário de aplicação, o esquema de projeto original sem o uso de barramentos empilhados é o seguinte: a tensão do barramento CC é 790V, a corrente de trabalho do IGBT é 133A, a indutância do barramento é tão alta quanto 780nH e a tensão nominal do IGBT é definida como 1700V. Devido à conexão direta das barras de cobre no esquema original, há uma grande indutância entre as barras positivas e negativas, e é necessário reservar margem suficiente para que o IGBT atenda aos requisitos de desempenho. Ao mesmo tempo, o ventilador adota um método de resfriamento por sopro, o que leva ao acúmulo de calor na fase A da saída CA e a um rápido aumento de temperatura, afetando seriamente a estabilidade do sistema.

Após a introdução do barramento laminado de acionamento do motor para eletrônica de potência, a indutância do barramento foi reduzida para cerca de 21nH e a indutância de distribuição do circuito foi significativamente reduzida, evitando efetivamente picos de tensão, garantindo que o IGBT não quebrasse e simplificando a estrutura geral do projeto. Comparando os dois esquemas, a instalação de links CC utilizando barramentos empilhados é mais conveniente, sem a necessidade de considerar questões complexas como folga elétrica e distância de fuga. Basta apertar os parafusos do ponto de instalação para reduzir o risco de erros de instalação.

Em termos de confiabilidade do isolamento, a borda fechada do barramento laminado pode bloquear efetivamente a invasão de poluentes e poeira, evitar falhas de curto-circuito e alcançar uma operação-livre de falhas a longo prazo. Em termos de dissipação de calor e transporte de corrente, a estrutura plana e larga combinada com filme de isolamento de alta condutividade térmica tem excelente efeito de dissipação de calor, baixa resistência, características estáveis ​​de aumento de temperatura e deixa um grande espaço para aumentar a capacidade de transporte de corrente, que pode funcionar de forma estável sob sobrecarga de curto-prazo e condições de alta corrente.

Embora o barramento laminado para inversor de alta corrente apresente vantagens significativas no desempenho técnico, é importante atentar para suas características de custo e flexibilidade em aplicações práticas. Comparado às barras de cobre comuns, o custo de fabricação dos barramentos laminados é um pouco maior e, devido à necessidade de moldes especializados para processamento, alterações subsequentes na estrutura da barra de cobre podem exigir modificações síncronas ou até mesmo remodelagem, resultando em flexibilidade insuficiente para alterações de projeto.

Portanto, recomenda-se que em aplicações práticas, após o esquema de projeto do barramento laminado para inversor de potência da espaçonave ser totalmente determinado, a demonstração do estágio de protótipo ser concluída e a estrutura ser finalizada, o processamento e produção do barramento laminado pode ser realizado para reduzir o custo e a perda de ciclo causada por mudanças de projeto e aproveitar totalmente suas vantagens técnicas. No geral, os barramentos de cobre laminado têm competitividade geral significativa em cenários de conversores de média a alta potência devido à sua baixa indutância, alta confiabilidade, fácil instalação e excelente dissipação de calor e desempenho de transporte de corrente.

Para diferentes cenários de aplicação, como geração de energia eólica, inversores fotovoltaicos, tração elétrica e transmissão industrial, o controle de indutância, estrutura de isolamento e projeto de dissipação de calor deBarramentos laminados inteligentesprecisam ser otimizados e combinados de acordo com condições de trabalho específicas. Bem-vindo a entrar em contato conosco para aconselhamento de seleção profissional e suporte de engenharia adaptado ao seu projeto.