روشی برای تشخیص عیوب داخلی در تزریق-شیشه‌های چند لایه قالب‌گیری شده

با توسعه سریع وسایل نقلیه انرژی جدید، الکترونیک قدرت، و سیستم‌های{0}اینورتر فرکانس بالا، شین‌های چند لایه به دلیل اندوکتانس پایین، یکپارچگی بالا و سازگاری الکترومغناطیسی عالی، به طور گسترده در تجهیزات با چگالی بالا استفاده می‌شوند. به خصوص در اینورترها، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی و ماژول‌های توان فرکانس بالا، باسبارهای چند لایه به تدریج جایگزین راه‌حل‌های سنتی اتصال کابل شده‌اند و به یک جزء مهم برای بهبود پایداری سیستم و طراحی فشرده تبدیل شده‌اند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در بسیاری از سناریوهای کاربردی، مانند کاربردهای SIC باسبار چند لایه، شینه‌های کنترل‌کننده موتور، شینه‌های واحد توزیع نیرو، و شینه‌های مبدل فرکانس صنعتی، الزامات بالاتری بر روی قابلیت اطمینان عایق و پایداری ساختاری شین‌ها اعمال می‌شود. از آنجایی که وسایل نقلیه جدید انرژی و تجهیزات کنترل الکتریکی صنعتی معمولاً تحت جریان بالا، فرکانس بالا و شرایط محیطی پیچیده کار می کنند، نقص عایق در داخل شین های چند لایه می تواند به راحتی منجر به تخلیه جزئی، خرابی عایق یا حتی خرابی سیستم شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شینه های چند لایه معمولاً از چندین لایه هادی و لایه های عایق که به طور متناوب روی هم چیده شده اند تشکیل شده اند. بر اساس اثر پوستی و اثر مجاورت، جریان عمدتاً روی سطح هادی‌های مجاور متمرکز می‌شود و در نتیجه به طور موثر القایی انگلی مدار را کاهش می‌دهد. این ساختار نه تنها راندمان انتقال جریان را بهبود می بخشد، بلکه تداخل الکترومغناطیسی سیستم را کاهش می دهد و اتلاف حرارت کلی را افزایش می دهد. در مقایسه با راه‌حل‌های سنتی کابل، شین‌های چند لایه مزایایی مانند ساختار فشرده، راندمان مونتاژ بالا، ایمنی خوب و استفاده زیاد از فضا را ارائه می‌دهند.

 

در حال حاضر، روش‌های رایج عایق‌سازی برای شینه‌های چند لایه در صنعت، عمدتاً شامل لوله‌های انقباض حرارتی، عایق‌کاری با روکش شده{0}}، بسته‌بندی نوار عایق، مونتاژ براکت عایق، و قالب‌گیری تزریقی یکپارچه است. در این میان، محلول قالب‌گیری تزریقی یکپارچه به دلیل دقت موقعیت‌یابی بالا، قابلیت انطباق اتوماسیون قوی، و یکپارچگی عایق کلی خوب، به طور فزاینده‌ای در تجهیزات الکترونیکی با قدرت بالا استفاده می‌شود.

 

به عنوان مثال، در سیستم‌هایی مانند نوار اتوبوس چند لایه برای درایو با فرکانس متغیر، باربری قدرت لوکوموتیو حمل و نقل، باربری برقی تراموا، و نوار اتوبوس چند لایه برای توزیع برق مخابراتی، ساختار قالب‌گیری تزریقی یکپارچه به طور موثری خطر نفوذ جسم خارجی را کاهش می‌دهد و عملکرد طولانی مدت{0}} را بهبود می‌بخشد.

 

با این حال، در مقایسه با ساختارهای مونتاژ سنتی، شینه‌های چند لایه تزریقی یکپارچه-همچنین یک چالش کلیدی را ارائه می‌دهند: مشکل در تشخیص عیوب داخلی. از آنجایی که لایه عایق به طور کامل در داخل کپسوله شده است، بازرسی بصری معمولی نمی تواند ترک های ریز{2}} داخلی، عیوب خط جوش یا حفره های موضعی را شناسایی کند. این عیوب ممکن است به تدریج در محیط‌های-چرخه حرارتی طولانی‌مدت، ارتعاش- یا فشار بالا گسترش یافته و در نهایت منجر به شکست عایق شوند.

 

در حال حاضر، صنعت معمولاً از دو روش برای بازرسی باسبارهای چند لایه تزریقی-استفاده می‌کند. روش اول از اسکن اشعه ایکس یا سی تی اسکن برای تشخیص تغییر شکل ساختاری داخلی و تعیین منطقی بودن طرح نقطه پشتیبانی استفاده می کند. روش دوم شامل انجام آزمایش‌های ولتاژ مقاومت معمولی، اعمال یک ولتاژ استاندارد برای بررسی اینکه آیا عملکرد عایق مطابق با الزامات طراحی است یا خیر. این روش‌ها می‌توانند عیوب ساختاری بزرگ‌تری را شناسایی کنند، اما اثربخشی آنها در تشخیص عیوب عایق میکروسکوپی محدود است.

 

برای رسیدگی به این موضوع، صنعت به تدریج یک رویکرد تشخیص عیب داخلی را بر اساس ویژگی های شکست مواد پیشنهاد کرده است. اصل اصلی استفاده از حد ولتاژ مقاومت ذاتی ماده عایق برای انجام آزمایش ولتاژ مقاومت در برابر شکست در مجموعه شینه‌های قالب‌گیری{1} و مقایسه نتایج آزمایش با مقدار ولتاژ مقاومت استاندارد مواد است. اگر ولتاژ شکست نمونه به طور قابل توجهی کمتر از مقدار نظری ماده باشد، ممکن است وجود ریزترک، عیوب جوشکاری یا ناهمواری موضعی عایق را نشان دهد.

 

کلید این روش تشخیص، ایجاد یک سیستم نمونه مرجع پایدار است. این معمولاً مستلزم ساخت نمونه‌های عایق استاندارد با ضخامت محصول واقعی و نقص‌های کمتر و بدست آوردن پارامترهای ولتاژ مقاومت اولیه آنها است. به طور همزمان، نتایج آزمایش باید به طور جامع در ارتباط با داده های مقاومت دی الکتریک ارائه شده توسط تامین کنندگان مواد ارزیابی شود. این رویکرد امکان شناسایی زودهنگام خطرات بالقوه عایق را در طول توسعه محصول فراهم می کند و در نتیجه از خرابی های انبوه در آینده جلوگیری می کند.

 

این رویکرد آزمایشی دارای ارزش کاربردی قابل توجهی در سناریوهای-ولتاژ بالا، فرکانس-بالا-و قابلیت اطمینان بالا است. به عنوان مثال، در کاربردهایی مانند میله‌های اتوبوس چند لایه برای برق DC فشرده IGBT، میله‌های اتوبوس چند لایه برای فازهای اینورتر صنعتی با اندوکتانس پایین-، میله‌های اتوبوس چند لایه DC و AC برای کامیون‌های لیفتراک، و (تغذیه برق اضطراری) میل‌های اتوبوس ثابت، به طور مستقیم بر عملکرد ایمنی داخلی سیستم تأثیر می‌گذارند.

 

علاوه بر این، با افزایش تقاضا برای ادغام سیستم قدرت در مراکز داده، محاسبات با کارایی بالا و تجهیزات ارتباطی، باسبارهای چند لایه به طور فزاینده ای در مناطقی مانند میله های اتوبوس چند لایه برای بردهای مدار سوپرکامپیوتری یا Backplane، میله های گذرگاه وب سرور، میله های گذرگاه اصلی، میله های گذرگاه اصلی، Busbars Laminated و Busbars Laminated استفاده می شوند. برای توزیع برق ایستگاه پایه سلولی.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

این سناریوها معمولاً الزامات سختگیرانه ای برای اندوکتانس کم، پایداری بالا و استفاده از فضا دارند که کنترل کیفیت داخلی شین ها را به ویژه حساس می کند. در حمل و نقل ریلی و سیستم‌های برق صنعتی، مانند شین‌های کامپوزیت برای منبع تغذیه قطار، چهار-ماژول قدرت چهارگانه،-شینه‌های لایه‌بندی بالا برای اکتشاف ولتاژ-اینورترهای مقاوم، و شین‌های چند لایه برای سلف‌های فرکانس، تجهیزات بیشتر در معرض شرایط طولانی مدت، humpling و دمای بالا قرار می‌گیرند. خطرات احتمالی نقص عایق بنابراین، ایجاد یک مکانیسم تشخیص عیب داخلی جامع تر به یک جهت توسعه مهم برای صنعت شینه چند لایه تبدیل شده است.

 

به طور کلی،باسبارهای چند لایه تزریقی یکپارچه-مزایایی مانند یکپارچگی ساختاری، اندوکتانس کم و قابلیت اطمینان بالا، همسو با روند توسعه وسایل نقلیه انرژی جدید، الکترونیک قدرت و سیستم های قدرت هوشمند را ارائه می دهد. با این حال، در همان زمان، دشواری تشخیص عیوب عایق داخلی نیز به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. با معرفی روش هایی مانند تست شکست ولتاژ مقاومتی، تجزیه و تحلیل مقایسه ای مواد و تأیید خرابی کمکی، قابلیت شناسایی ریسک در مرحله توسعه محصول را می توان به طور موثر بهبود بخشید و تضمین فنی پایدارتری برای سیستم های اتصال برق با قابلیت اطمینان بالا- ارائه کرد.