Aplicación de ingeniería y verificación del rendimiento de barras laminadas inteligentes en energía eólica, fotovoltaica y tracción eléctrica.

Una barra de cobre laminada es un componente de conexión eléctrica con una estructura compuesta multi-capa, que puede considerarse como la "autopista" del sistema de distribución de energía. En comparación con los métodos tradicionales de cableado complejos, engorrosos,-que requieren mucho tiempo y mano de obra-, las barras colectoras apiladas pueden construir sistemas de distribución con un alto contenido tecnológico y una estructura clara. Sus características principales incluyen: rendimiento eléctrico repetible, baja impedancia inductiva, fuerte capacidad anti-interferencia, alta confiabilidad, montaje simple y ahorro de espacio. Las barras colectoras apiladas pueden servir como componentes de conexión eléctrica ideales para módulos de alta-potencia, ampliamente utilizados en módulos de conversión de energía para generación de energía eólica, fotovoltaica, equipos de tracción eléctrica y equipos de red a gran-escala.

Las ventajas técnicas de la barra colectora laminada para telecomunicaciones se pueden resumir en cinco puntos: equilibrio entre bajo costo y alta seguridad y confiabilidad; El diseño compacto ahorra significativamente espacio de instalación; Optimizar el rendimiento del circuito mediante baja inductancia y baja impedancia; Fácil instalación, reduciendo la probabilidad de errores de instalación; En comparación con los cables tradicionales, tiene una mayor capacidad de carga de corriente y una tasa de aumento de temperatura más lenta.

La barra colectora laminada inteligente tiene un valor de aplicación importante en escenarios de convertidores de potencia media a alta debido a su baja inductancia, alta confiabilidad, fácil instalación y excelente disipación de calor y rendimiento de transporte de corriente. Sus principales áreas de aplicación incluyen módulos de conversión de energía en sistemas de generación de energía eólica, inversores fotovoltaicos, equipos de tracción de energía, módulos de conversión de energía para equipos de redes grandes, así como convertidores de frecuencia industriales UPS, inversores de tracción de tránsito ferroviario, etc. En estos escenarios, las barras colectoras apiladas pueden reducir efectivamente la inductancia distribuida, suprimir picos de voltaje y mejorar la eficiencia general del sistema y la estabilidad operativa a largo plazo-.
 

A través de casos de aplicación específicos, se pueden demostrar claramente el valor de la aplicación práctica y las ventajas de rendimiento de la barra colectora laminada para variadores de motor basados ​​en IGBT. En un determinado escenario de aplicación, el esquema de diseño original sin utilizar barras colectoras apiladas es el siguiente: el voltaje del bus de CC es de 790 V, la corriente de trabajo del IGBT es de 133 A, la inductancia del bus es de hasta 780 nH y el voltaje nominal del IGBT se establece en 1700 V. Debido a la conexión directa de las barras de cobre en el esquema original, existe una gran inductancia entre las barras positivas y negativas, y es necesario reservar suficiente margen para que el IGBT cumpla con los requisitos de rendimiento. Al mismo tiempo, el ventilador adopta un método de enfriamiento por soplado, lo que provoca la acumulación de calor en la fase A de la salida de CA y un rápido aumento de temperatura, lo que afecta gravemente la estabilidad del sistema.

Después de introducir la barra colectora laminada de accionamiento por motor para electrónica de potencia, la inductancia del bus se redujo a aproximadamente 21 nH y la inductancia de distribución del circuito se redujo significativamente, evitando de manera efectiva picos de voltaje, asegurando que el IGBT no se descomponga y simplificando la estructura de diseño general. Comparando los dos esquemas, la instalación de enlaces de CC utilizando barras colectoras apiladas es más conveniente, sin la necesidad de considerar cuestiones complejas como la distancia eléctrica y la distancia de fuga. Simplemente apriete los pernos del punto de instalación para reducir el riesgo de errores de instalación.

En términos de confiabilidad del aislamiento, el borde cerrado de la barra colectora laminada puede bloquear eficazmente la invasión de contaminantes y polvo, evitar fallas de cortocircuito-y lograr un funcionamiento sin fallas-a largo plazo. En términos de disipación de calor y transporte de corriente, la estructura plana y ancha combinada con una película aislante de alta conductividad térmica tiene un excelente efecto de disipación de calor, baja resistencia, características estables de aumento de temperatura y deja un gran espacio para aumentar la capacidad de transporte de corriente, que puede funcionar de manera estable en condiciones de sobrecarga a corto plazo y de alta corriente.

Aunque la barra colectora laminada para inversores de alta corriente tiene importantes ventajas en cuanto a rendimiento técnico, es importante prestar atención a sus características de costo y flexibilidad en aplicaciones prácticas. En comparación con las barras de cobre ordinarias, el costo de fabricación de las barras colectoras laminadas es ligeramente mayor y, debido a la necesidad de moldes especializados para el procesamiento, los cambios posteriores en la estructura de las barras de cobre pueden requerir modificaciones sincrónicas o incluso remodelación, lo que resulta en una flexibilidad insuficiente para los cambios de diseño.

Por lo tanto, se recomienda que en aplicaciones prácticas, después de que se determine completamente el esquema de diseño de la barra colectora laminada para inversor de potencia de naves espaciales, se complete la demostración de la etapa del prototipo y se finalice la estructura, se pueda llevar a cabo el procesamiento y la producción de la barra colectora laminada para reducir el costo y la pérdida de ciclo causados ​​por los cambios de diseño y aprovechar al máximo sus ventajas técnicas. En general, las barras colectoras de cobre laminado tienen una competitividad general significativa en escenarios de convertidores de potencia media a alta debido a su baja inductancia, alta confiabilidad, fácil instalación y excelente disipación de calor y rendimiento de transporte de corriente.

Para diferentes escenarios de aplicación, como generación de energía eólica, inversores fotovoltaicos, tracción eléctrica y transmisión industrial, el control de inductancia, la estructura de aislamiento y el diseño de disipación de calor deBarras colectoras laminadas inteligentesdeben optimizarse y adaptarse según las condiciones de trabajo específicas. Bienvenido a contactarnos para obtener asesoramiento de selección profesional y soporte de ingeniería adaptado a su proyecto.