Ανάπτυξη τεχνολογίας Laminated Busbar για αποθήκευση ενέργειας και φωτοβολταϊκά-συν-Εξοπλισμός αποθήκευσης: Από χαμηλή-Συνδέσεις επαγωγής σε υψηλή-Αξιοπιστία Κατανομή ισχύος

Καθώς τα νέα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, η παραγωγή ενέργειας από φωτοβολταϊκά (PV) και τα ολοκληρωμένα συστήματα αποθήκευσης-συν-PV εξελίσσονται προς υψηλότερες χωρητικότητες, πυκνότητες ισχύος και επίπεδα ολοκλήρωσης, οι εσωτερικές δομές διασύνδεσης ισχύος των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας PCS (Power Conversion Systems), των αμφίδρομων μετατροπέων συνεχούς αναβάθμισης και των φωτοβολταϊκών μετατροπέων βρίσκονται σε εξέλιξη. Ο δίαυλος συνεχούς ρεύματος όχι μόνο διαχειρίζεται μετάδοση υψηλού-ρεύματος αλλά παίζει επίσης άμεσο ρόλο στον βρόχο εναλλαγής της συσκευής ισχύος. Η δομική του σχεδίαση επηρεάζει σημαντικά την επαγωγή του αδέσποτου βρόχου, την αύξηση της θερμοκρασίας, την απόδοση μόνωσης, την ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (EMC) και τη συνολική συναρμολόγηση του συστήματος.

 

Στον παραδοσιακό εξοπλισμό αποθήκευσης ενέργειας, τα καλώδια, οι διακριτές ράβδοι ζυγών και οι ανεξάρτητοι σύνδεσμοι ήταν κάποτε οι τυπικές μέθοδοι διασύνδεσης ισχύος. Ωστόσο, καθώς οι ονομασίες ισχύος και ρεύματος του συστήματος έχουν αυξηθεί, τα μειονεκτήματα των κατανεμημένων δομών διασύνδεσης-όπως η υπερβολική κατανάλωση χώρου, τα πολλά σημεία σύνδεσης, οι μεγάλες διαδρομές κυκλώματος και η ανομοιόμορφη απαγωγή θερμότητας- γίνονται όλο και πιο εμφανή.

 

Οι πολυστρωματικοί δίαυλοι-που κατασκευάζονται με στοίβαξη αγωγών αντίθετης πολικότητας σε παράλληλα στρώματα που χωρίζονται από μονωτικά μέσα-επιτρέπουν συμπαγείς διαδρομές ρεύματος εντός περιορισμένου αποτυπώματος, καθιστώντας τις ζωτικής σημασίας δομή διασύνδεσης για ηλεκτρονικό εξοπλισμό υψηλής ισχύος{-.

 

 

 

Οι μονάδες PCS αποθήκευσης ενέργειας απαιτούν συχνή μετατροπή ισχύος κατά τη διάρκεια των κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης, με συσκευές ημιαγωγών ισχύος που συνήθως λειτουργούν σε λειτουργία μεταγωγής υψηλής ταχύτητας-. Όταν τα συστήματα χρησιμοποιούν συσκευές ισχύος υψηλής-ταχύτητας, όπως στοιχεία IGBT ή SiC (καρβίδιο πυριτίου), οι υψηλοί ρυθμοί μεταβολής του ρεύματος ($di/dt$) ενισχύουν τον αντίκτυπο των παρασιτικών παραμέτρων εντός του βρόχου διασύνδεσης. Τα παραδοσιακά καλώδια και οι διακριτοί ζυγοί, που χαρακτηρίζονται από σημαντική απόσταση μεταξύ θετικών και αρνητικών αγωγών, τείνουν να δημιουργούν μεγάλες περιοχές βρόχου ρεύματος, αυξάνοντας έτσι την αδέσποτη επαγωγή.

 

Η ταχεία εναλλαγή των διατάξεων μεταγωγής προκαλεί παροδικές διακυμάνσεις τάσης που σχετίζονται με την επαγωγή αδέσποτου βρόχου. Η υπερβολική αυτεπαγωγή μπορεί να οδηγήσει σε αιχμές τάσης και ταλαντώσεις υψηλής-συχνότητας στους κόμβους μεταγωγής, αυξάνοντας την τάση τάσης στις συσκευές ισχύος και περιπλέκοντας τον έλεγχο EMI (Ηλεκτρομαγνητική Παρεμβολή). Κατά συνέπεια, σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας υψηλής-ισχύς, η ελαχιστοποίηση των μονοπατιών εναλλαγής και των περιοχών βρόχου, ενώ ο έλεγχος παρασιτικών παραμέτρων έχει γίνει μια κρίσιμη πτυχή του δομικού σχεδιασμού της ράβδου ζυγού.

 

Ταυτόχρονα, η συνεχής λειτουργία με υψηλό-ρεύμα παράγει θερμότητα Joule στους αγωγούς και στα σημεία σύνδεσης. Οι παραδοσιακές διακριτές δομές διασύνδεσης συχνά περιλαμβάνουν πολυάριθμες βιδωμένες συνδέσεις, τερματικές διεπαφές και σημεία μετάβασης. Εάν η αντίσταση επαφής δεν αντιμετωπιστεί αποτελεσματικά, μπορεί να εμφανιστούν τοπικά hotspots θερμοκρασίας. Για εξοπλισμό αποθήκευσης ενέργειας που λειτουργεί συνεχώς για μεγάλα χρονικά διαστήματα, τα τοπικά hot spot όχι μόνο διακυβεύουν την αξιοπιστία των συνδέσεων αλλά αυξάνουν επίσης την επιβάρυνση της θερμικής διαχείρισης στο σύστημα.

 

Η αξιοποίηση του χώρου είναι ένας άλλος κρίσιμος παράγοντας στο σχεδιασμό του διαύλου. Καθώς τα Συστήματα Μετατροπής Ισχύος (PCS) και οι μετατροπείς αποθήκευσης ενέργειας εξελίσσονται προς την αρθρωτή και τη σμίκρυνση, το εσωτερικό του ντουλαπιού πρέπει να φιλοξενεί μονάδες ισχύος, πυκνωτές, ρελέ, συσκευές προστασίας και εξαρτήματα ελέγχου. Η υιοθέτηση μιας συμπαγούς, πλαστικοποιημένης δομής σύνδεσης ισχύος μειώνει τον χώρο που καταναλώνεται από την περίπλοκη δρομολόγηση των παραδοσιακών καλωδίων, προσφέροντας έτσι μεγαλύτερη ευελιξία για τη διάταξη των εσωτερικών εξαρτημάτων.

 

Στον τομέα της τηλεπικοινωνιακής υποδομής, τα τροφοδοτικά υψηλής πυκνότητας-ενέργειας απαιτούν ομοίως συμπαγείς μεθόδους σύνδεσης με χαμηλές παρασιτικές παραμέτρους. Για παράδειγμα, οι πολυστρωματικοί δίαυλοι που χρησιμοποιούνται στη διανομή ισχύος κυψελοειδούς σταθμού βάσης πρέπει να χειρίζονται τη διανομή ισχύος πολλαπλών καναλιών εντός περιορισμένου χώρου, ενώ παράλληλα να εξισορροπούν τα κενά μόνωσης και τις απαιτήσεις θερμικής απαγωγής-τις τεχνικές προκλήσεις που μοιράζονται με τα συμπαγή σχέδια σύνδεσης ισχύος που υπάρχουν στον εξοπλισμό αποθήκευσης ενέργειας.

 

 

Η βασική ιδέα σχεδιασμού μιας πολυστρωματικής ράβδου είναι να τοποθετεί αγωγούς αντίθετων πολικοτήτων ή διαφορετικών δυναμικών όσο το δυνατόν πιο κοντά, διασφαλίζοντας παράλληλα αξιόπιστη ηλεκτρική μόνωση μέσω ενός μονωτικού στρώματος. Όταν τα ρεύματα ρέουν σε αντίθετες κατευθύνσεις μέσω παρακείμενων αγωγών, τα προκύπτοντα μαγνητικά πεδία τείνουν να αλληλοεξουδετερώνονται, μειώνοντας έτσι την ενέργεια του ενεργού μαγνητικού πεδίου και την αδέσποτη επαγωγή ολόκληρου του βρόχου μεταλλαγής.

 

Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές ράβδους χαλκού μονού-στρώματος, μια πολυστρωματική δομή μειώνει σημαντικά το φυσικό χάσμα μεταξύ θετικών και αρνητικών αγωγών, με αποτέλεσμα έναν πιο συμπαγή βρόχο ρεύματος. Για υπολογιστές αποθήκευσης ενέργειας και μετατροπείς, αυτή η δομή-είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για συνδέσεις εναλλαγής υψηλής-συχνότητας μεταξύ πυκνωτών σύνδεσης DC-και μονάδων ισχύος.

 

Η επαγωγή του ζυγού καθορίζεται όχι μόνο από το ίδιο το χάλκινο υλικό αλλά και από το μήκος, το πλάτος του αγωγού, την απόσταση μεταξύ των στρωμάτων, τη γεωμετρία των ακροδεκτών και τις θέσεις των σημείων σύνδεσης. Κατά συνέπεια, οι λύσεις μηχανικής δεν μπορούν να βασίζονται αποκλειστικά στην αύξηση του πάχους της ράβδου χαλκού. Αντίθετα, η τρέχουσα διαδρομή πρέπει να βελτιστοποιηθεί συστηματικά λαμβάνοντας υπόψη ολόκληρο τον βρόχο μεταγωγής.

 

Για παράδειγμα, μια μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ της μονάδας ισχύος και του πυκνωτή σύνδεσης DC-συνήθως οδηγεί σε μεγαλύτερη περιοχή βρόχου ρεύματος, καθιστώντας πιο δύσκολο τον έλεγχο παρασιτικών παραμέτρων. Επομένως, τα σχέδια των ζυγών γενικά στοχεύουν στην τοποθέτηση πυκνωτών και μονάδων ισχύος όσο το δυνατόν πιο κοντά μεταξύ τους, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τις περιττές στροφές και σημεία σύνδεσης.

 

Για εξοπλισμό που είναι εγκατεστημένος μέσα σε ηλεκτρικά ντουλάπια ή ράφια, οι πολυστρωματικές ράβδοι για διανομή ισχύος σε rack-δημιουργούν μια συμπαγή δομή διανομής ισχύος τοποθετώντας αγωγούς και μονωτικά υλικά. Αυτό επιτρέπει συνδέσεις τροφοδοσίας πολλαπλών-κυκλωμάτων εντός περιορισμένου χώρου εγκατάστασης, ενώ παράλληλα μειώνεται ο εσωτερικός χώρος που καταναλώνεται από τις παραδοσιακές καλωδιώσεις.

 

 

 

Οι αγωγοί στις πλαστικοποιημένες ράβδους είναι συνήθως κατασκευασμένοι από χαλκό υψηλής{{0} αγωγιμότητας, αν και άλλα μέταλλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ανάλογα με τις απαιτήσεις σχετικά με το βάρος, το κόστος, τη μηχανική δομή και την ηλεκτρική απόδοση. Οι διατομές του αγωγού{2}}πρέπει να σχεδιάζονται με βάση παράγοντες όπως το ονομαστικό ρεύμα, η επιτρεπόμενη αύξηση θερμοκρασίας, το περιβάλλον εγκατάστασης και η συνεχής διάρκεια λειτουργίας.

 

Για συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, η επιλογή ζυγών δεν μπορεί να βασίζεται αποκλειστικά στο ονομαστικό ρεύμα. Η πραγματική λειτουργία απαιτεί τη συνεκτίμηση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος, τη θερμική σύζευξη μεταξύ παρακείμενων αγωγών, τη ροή αέρα του εσωτερικού θαλάμου και τη θερμική αντίσταση στα σημεία σύνδεσης. Το ανεπαρκές πλάτος του αγωγού αυξάνει την πυκνότητα του ρεύματος, οδηγώντας δυνητικά σε υψηλότερες αυξήσεις θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια-μακροχρόνιας λειτουργίας. Αντίθετα, μια υπερβολικά μεγάλη δομή αγωγού οδηγεί σε σπατάλη υλικού και χώρου.

 

Μια επίπεδη δομή αγωγού διευκολύνει μια μεγαλύτερη αποτελεσματική περιοχή απαγωγής θερμότητας και προωθεί την πιο ομοιόμορφη κατανομή θερμότητας σε όλη την επιφάνεια του αγωγού. Σε εφαρμογές υψηλού ρεύματος-, το πάχος του αγωγού, το πλάτος και η διάταξη των ενδιάμεσων στρωμάτων πρέπει να προσδιορίζονται σε συνδυασμό με τη θερμική σχεδίαση, αντί να προσδιορίζονται οι ηλεκτρικές διαστάσεις μεμονωμένα.

 

Σε ορισμένες συσκευές υψηλής-ισχύς, οι ζυγοί μονάδων διανομής ισχύος (PDU) χειρίζονται το έργο της συγκέντρωσης και της διανομής ισχύος σε πολλαπλά κυκλώματα. Πέρα από την κάλυψη των τρεχουσών- απαιτήσεων φέρουσας ικανότητας, ο δομικός σχεδιασμός τους πρέπει να αφορά την ηλεκτρική απομόνωση μεταξύ των διακλαδώσεων, τις μεθόδους εγκατάστασης και την ευκολία συντήρησης. Μια προσέγγιση αρθρωτού σχεδιασμού βοηθά στην ελαχιστοποίηση της χωρικής συμφόρησης και της διέλευσης καλωδίων που συχνά σχετίζονται με τις παραδοσιακές συνδέσεις πολλαπλών{4}}καλωδίων.

 

 

Ο εξοπλισμός αποθήκευσης ενέργειας συνήθως στεγάζει πολλές συσκευές ισχύος και βοηθητικά ηλεκτρικά εξαρτήματα. Οι παραδοσιακές λύσεις καλωδίωσης απαιτούν κοπή, πτύχωση, στερέωση και δρομολόγηση καλωδίων για διάφορες διεπαφές, με αποτέλεσμα μια διάσπαρτη διάταξη σύνδεσης. Αντίθετα, οι πολυστρωματικές ράβδοι διαύλου επιτρέπουν μια ολοκληρωμένη σχεδίαση προσαρμοσμένη στην εσωτερική δομή του εξοπλισμού, ενοποιώντας πολλαπλές διαδρομές ηλεκτρικής σύνδεσης σε ένα ενιαίο δομικό στοιχείο.

 

Αυτή η σχεδιαστική προσέγγιση όχι μόνο μειώνει τον αριθμό των σημείων σύνδεσης, αλλά επιτρέπει επίσης την ενοποιημένη ενσωμάτωση των οπών στερέωσης, των χαρακτηριστικών τοποθέτησης, των περιοχών ακροδεκτών και των ζωνών μόνωσης στο σχεδιασμό της ράβδου ζυγού, καθιερώνοντας έτσι μια σαφέστερη αντιστοιχία μεταξύ των ηλεκτρικών συνδέσεων και της μηχανικής τοποθέτησης. Για κινητήρες και εξοπλισμό βιομηχανικής μετατροπής ισχύος, οι ζυγοί ελεγκτών κινητήρα πρέπει συνήθως να πληρούν τις απαιτήσεις για μετάδοση υψηλού ρεύματος, συμπαγή εγκατάσταση και χαμηλές παρασιτικές παραμέτρους. Παρόμοια με τα PCS αποθήκευσης ενέργειας (Power Conversion Systems), αυτές οι εφαρμογές απαιτούν προσεκτική διαχείριση της απόστασης σύνδεσης μεταξύ των συσκευών μεταγωγής ισχύος και της σύνδεσης DC.

 

Στα συστήματα αδιάλειπτης τροφοδοσίας (UPS), οι συσκευές ισχύος χειρίζονται εργασίες συνεχούς μετατροπής ενέργειας. Ως εκ τούτου, ο δίαυλος συστήματος δεν πρέπει μόνο να πληροί τις τρέχουσες-απαιτήσεις μεταφοράς, αλλά και να αντιμετωπίζει τη μακροπρόθεσμη-άνοδο της θερμοκρασίας, την αξιοπιστία της μόνωσης και τους κύκλους συντήρησης. Χρησιμοποιώντας μια καλά-σχεδιασμένη πολυστρωματική δομή συγκεντρώνει τις διαδρομές σύνδεσης ισχύος και διευκολύνει το σχεδιασμό του αρθρωτού εξοπλισμού.

 

 

Μια πλαστικοποιημένη ράβδος δεν είναι απλώς μια στοίβα από χάλκινες πλάκες. η αξιοπιστία του εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη δομή μόνωσης των ενδιάμεσων στρωμάτων. Τα μονωτικά υλικά πρέπει να επιλέγονται με βάση την τάση λειτουργίας, τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, τη μηχανική καταπόνηση, τη διηλεκτρική αντοχή και τις απαιτήσεις μακροχρόνιας γήρανσης-.

 

Ενώ η ελαχιστοποίηση της απόστασης μεταξύ των στρωμάτων συμβάλλει στη μείωση της παρασιτικής επαγωγής, η ηλεκτρική απόσταση, η απόσταση ερπυσμού και οι απαιτήσεις τάσης αντοχής πρέπει να εξακολουθούν να πληρούνται. Για εξοπλισμό αποθήκευσης ενέργειας υψηλής-τάσης, πρέπει να επιτευχθεί ισορροπία μεταξύ σχεδιασμού χαμηλής-επαγωγής και ασφάλειας μόνωσης.

 

Η ποιότητα συγκόλλησης μεταξύ μονωτικών υλικών και αγωγών πρέπει επίσης να ελέγχεται κατά τη διαδικασία πλαστικοποίησης. Οι φυσαλίδες αέρα, τα κενά ή η τοπική αποκόλληση μεταξύ των στρωμάτων μπορούν να δημιουργήσουν περιοχές συγκέντρωσης ηλεκτρικού πεδίου κατά τη διάρκεια-μακροχρόνιας λειτουργίας, δυνητικά σε κίνδυνο τη διάρκεια ζωής της μόνωσης. Κατά συνέπεια, η πίεση πλαστικοποίησης, η θερμοκρασία, η διάρκεια και η καθαριότητα του υλικού είναι κρίσιμες παράμετροι κατασκευής.

 

Στον τομέα της διανομής ισχύος των τηλεπικοινωνιών, οι πολυστρωματικές ράβδοι πρέπει να εξισορροπούν την ηλεκτρική αγωγιμότητα με την ασφάλεια της μόνωσης εντός διατάξεων-υψηλής πυκνότητας. Οι αρχές σχεδιασμού τους μοιράζονται έντονες ομοιότητες με τους εξαιρετικά ενσωματωμένους ζυγούς που χρησιμοποιούνται στον εξοπλισμό αποθήκευσης ενέργειας.

 

 

Καθώς αυξάνεται η συχνότητα μεταγωγής των συσκευών ισχύος, οι ζυγοί εξελίσσονται από απλά αγώγιμα στοιχεία χαμηλής-συχνότητας σε κρίσιμα δομικά στοιχεία που επηρεάζουν την ηλεκτρική συμπεριφορά υψηλής-συχνότητας του συστήματος.

 

Η σημαντική αδέσποτη αυτεπαγωγή μπορεί να σχηματίσει ένα κύκλωμα συντονισμού LC με την παρασιτική χωρητικότητα της συσκευής ισχύος, οδηγώντας σε ταλαντώσεις υψηλής-συχνότητας κατά την ταχεία εναλλαγή. Η συχνότητα και το πλάτος αυτών των ταλαντώσεων καθορίζονται από κοινού από την επαγωγή του ζυγού, την παρασιτική χωρητικότητα της συσκευής, τη γεωμετρία σύνδεσης και τα χαρακτηριστικά απόσβεσης. Επομένως, κατά το σχεδιασμό πολυστρωματικών ζυγών, είναι σημαντικό να ελαχιστοποιούνται τα περιττά μήκη βρόχων και οι δομικές ασυνέχειες, αποφεύγοντας παράλληλα υπερβολικά στενά τμήματα, αιχμηρές γωνίες και απότομες διατομές-κατά μήκος κρίσιμων διαδρομών ρεύματος. Για συστήματα υψηλής-συχνότητας, υψηλού- ρεύματος, πρέπει επίσης να δοθεί προσοχή στην ανακατανομή του ρεύματος στις επιφάνειες των αγωγών και στην επίδραση του φαινομένου εγγύτητας στην αντίσταση AC.

 

Στον εξοπλισμό δικτύου και στις ηλεκτρονικές συσκευές υψηλής{0}πυκνότητας, οι πολυστρωματικές ράβδοι διαύλου για τη διανομή στο πίσω επίπεδο του δρομολογητή πρέπει να συμβιβάζουν τις απαιτήσεις μετάδοσης ισχύος με τον περιορισμένο χώρο στο πίσω επίπεδο. Παρόμοια δομικά σχέδια ισχύουν για backplanes δρομολογητών Διαδικτύου, όπου οι διαμορφώσεις συμπαγούς αγώγιμου στρώματος καλύπτουν τις ανάγκες για πολλαπλές συνδέσεις ισχύος.

 

 

 

Δεν υπάρχει ενιαία, τυποποιημένη δομική λύση για πλαστικοποιημένους ζυγούς. Τα σχέδια πρέπει να είναι προσαρμοσμένα σε συγκεκριμένες τοπολογίες εξοπλισμού, ονομασίες τάσης και ρεύματος, περιορισμούς χώρου εγκατάστασης και συνθήκες ψύξης.

 

Στα συστήματα σιδηροδρομικής μεταφοράς και έλξης ισχύος, οι ηλεκτρονικές συσκευές ισχύος πρέπει να αντέχουν τους κραδασμούς, τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και τις απαιτήσεις υψηλής πυκνότητας ισχύος. Σχέδια για σύνθετους διαύλους-όπως αυτά για τροφοδοτικά αμαξοστοιχίας τεσσάρων-μονάδων ισχύος τεταρτημορίου-πρέπει να δίνουν προτεραιότητα όχι μόνο στην χαμηλή επαγωγή και το ρεύμα-ικανότητα μεταφοράς, αλλά και στη μηχανική αντοχή, την ανθεκτικότητα της μόνωσης και τη δομική σταθερότητα υπό μακροχρόνιους κραδασμούς.

 

Για τον εξοπλισμό φωτισμού και σκηνής, τα συστήματα ισχύος απαιτούν συχνά μια ισορροπία μεταξύ συμπαγούς εγκατάστασης και διανομής ισχύος πολλαπλών{{0} καναλιών. Οι ελασματοποιημένοι ζυγοί που χρησιμοποιούνται σε αυτά τα συστήματα μπορούν να χρησιμοποιούν αρθρωτές, στοιβαγμένες δομές για να μειώσουν τις πολύπλοκες πλεξούδες καλωδίωσης και να βελτιώσουν την οργάνωση της εσωτερικής καλωδίωσης.

 

Στον εξοπλισμό δικτύου και τα συστήματα τροφοδοσίας διακομιστή, οι ράβδοι διαύλου σχεδιάζονται συνήθως σε συνδυασμό με rack, backplanes και μονάδες ισχύος. Οι πολυστρωματικές ράβδοι διαύλου για backplanes δρομολογητών Διαδικτύου ενσωματώνουν διαδρομές μετάδοσης ισχύος απευθείας στη δομή του εξοπλισμού, συμβάλλοντας στη μείωση του αριθμού των ιμάντων καλωδίωσης και στη βελτίωση της χρήσης του εσωτερικού χώρου.

 

 

 

Η κατασκευή πολύ αξιόπιστων ελασματοποιημένων ζυγών απαιτεί αυστηρό έλεγχο σε πολλαπλά στάδια, συμπεριλαμβανομένης της επιλογής υλικού, της επεξεργασίας, της πλαστικοποίησης, της διασύνδεσης και της επιθεώρησης. Πριν ξεκινήσει η επεξεργασία, τα υλικά χαλκού πρέπει να επαληθευτούν για τις προδιαγραφές, το πάχος, την αγωγιμότητα και την κατάσταση της επιφάνειας. Διαδικασίες όπως η σφράγιση, η κοπή με λέιζερ και η κατεργασία CNC απαιτούν ακριβή έλεγχο της ακρίβειας διαστάσεων και της ποιότητας των άκρων.

 

Μόλις ολοκληρωθεί η επεξεργασία του αγωγού, τα μονωτικά υλικά στοιβάζονται και πλαστικοποιούνται σύμφωνα με τις προδιαγραφές σχεδιασμού. Κατά τη διαδικασία πλαστικοποίησης, οι κρίσιμες παράμετροι ελέγχου περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία, την πίεση, τη διάρκεια και την ακρίβεια ευθυγράμμισης των ενδιάμεσων στρωμάτων για την αποφυγή ελαττωμάτων όπως ζάρες, φυσαλίδες αέρα ή τοπική αποκόλληση στο μονωτικό υλικό.

 

Για πολύπλοκες κατασκευές, πρέπει επίσης να δοθεί προσοχή στην επιπεδότητα των περιοχών ακροδεκτών και στην ακρίβεια θέσης των οπών σύνδεσης. Εφόσον οι ζυγοί συνδέονται απευθείας με μονάδες ισχύος, πυκνωτές και άλλα ηλεκτρικά εξαρτήματα, τυχόν αποκλίσεις διαστάσεων στη διεπαφή θα μπορούσαν να ενισχυθούν περαιτέρω κατά τη διάρκεια της τελικής συναρμολόγησης του συστήματος.

 

Η επαλήθευση ποιότητας συνήθως περιλαμβάνει την αντίσταση του αγωγού, την τάση αντοχής, την απόδοση μόνωσης, την αύξηση της θερμοκρασίας, τη μηχανική αντοχή και τις απαραίτητες δοκιμές περιβαλλοντικής αξιοπιστίας. Για εφαρμογές υψηλής-τάσης ή υψηλής-συχνότητας, πρόσθετες δοκιμές-όπως μερική εκφόρτιση, ηλεκτρική γήρανση και δοκιμές κραδασμών-μπορεί να πραγματοποιηθούν βάσει συγκεκριμένων απαιτήσεων συστήματος.

 

 

Τα μελλοντικά PCS (Συστήματα Μετατροπής Ισχύος) αποθήκευσης ενέργειας, οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς και ο νέος ηλεκτρονικός εξοπλισμός ενέργειας ενέργειας θα συνεχίσουν να εξελίσσονται προς υψηλότερες πυκνότητες ισχύος, υψηλότερες συχνότητες μεταγωγής και πιο συμπαγείς δομές. Αυτό σημαίνει ότι οι διασυνδέσεις των ζυγών θα πρέπει να εκπληρώνουν έναν αυξανόμενο αριθμό ηλεκτρικών και μηχανικών λειτουργιών.

 

Από τη μία πλευρά, ο σχεδιασμός χαμηλής-επαγωγής θα παραμείνει βασικός τεχνικός στόχος για τα συστήματα μετατροπής ισχύος υψηλής-συχνότητας. Η βελτιστοποίηση της διάταξης θετικών και αρνητικών αγωγών, η συντόμευση των βρόχων μεταγωγής και η βελτίωση των δομών των τερματικών μπορούν να μετριάσουν περαιτέρω τον αντίκτυπο των παρασιτικών παραμέτρων στις συσκευές ισχύος.

 

Από την άλλη πλευρά, η ανάπτυξη ζυγών θα τονίζει όλο και περισσότερο τον συνεργιστικό σχεδιασμό ηλεκτρικών, θερμικών και μηχανικών ιδιοτήτων. Οι μελλοντικές ροές εργασίας σχεδιασμού πιθανότατα θα βασίζονται περισσότερο σε ηλεκτρομαγνητικές, θερμικές και δομικές προσομοιώσεις για τη διεξαγωγή ολοκληρωμένων αναλύσεων της πυκνότητας ρεύματος, της κατανομής θερμοκρασίας και της μηχανικής καταπόνησης υπό πραγματικές συνθήκες λειτουργίας.

 

Ταυτόχρονα, καθώς αυξάνεται η σπονδυλωτότητα του εξοπλισμού, οι ζυγοί θα εξελιχθούν από απλά αγώγιμα εξαρτήματα σε ολοκληρωμένα συγκροτήματα διασύνδεσης. Οι αγωγοί, τα μονωτικά στρώματα, οι δομές τοποθέτησης και ορισμένες λειτουργίες διεπαφής μπορούν να εξεταστούν ολιστικά κατά τη φάση σχεδιασμού του προϊόντος, μειώνοντας έτσι τον συνολικό αριθμό των εσωτερικών εξαρτημάτων διασύνδεσης.

 

Για εξοπλισμό που τοποθετείται σε rack-μεγάλης κλίμακας, η φιλοσοφία συμπαγούς σχεδίασης που ενσωματώνεται από πλαστικοποιημένους διαύλους για διανομή ισχύος rack-θα επεκτείνεται ολοένα και περισσότερο σε τροφοδοτικά διακομιστή, τηλεπικοινωνιακά συστήματα ισχύος, βιομηχανικούς ελέγχους και νέο εξοπλισμό ηλεκτρονικών ισχύος ενέργειας.

 

 

Κατά την επιλογή πολυστρωματικών ζυγών για αποθήκευση ενέργειας και φωτοβολταϊκό-συν-εξοπλισμό αποθήκευσης, δεν πρέπει να εστιάσετε αποκλειστικά σε υλικά αγωγών και ονομαστικό ρεύμα. Αντίθετα, θα πρέπει να διεξαχθεί μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση του προϊόντος στο πλαίσιο της πραγματικής τοπολογίας του συστήματος. Πρώτον, είναι απαραίτητο να καθοριστεί η τάση DC, το ρεύμα, η συνεχής διάρκεια λειτουργίας και οι συνθήκες αιχμής λειτουργίας. Δεύτερον, πρέπει να προσδιοριστούν οι χωρικές σχέσεις μεταξύ των μονάδων ισχύος, των πυκνωτών και των ζυγών.

 

Για συστήματα μεταγωγής υψηλής-ταχύτητας, η εστίαση πρέπει να είναι στην αξιολόγηση του μήκους του βρόχου μεταγωγής και της αναμενόμενης αδέσποτης επαγωγής. για εξοπλισμό που λειτουργεί συνεχώς σε υψηλά ρεύματα, πρέπει να δίνεται προσοχή στις διατομές του αγωγού-, στην αντίσταση σύνδεσης και στην αύξηση της θερμοκρασίας. για συστήματα αποθήκευσης ενέργειας σε εξωτερικούς χώρους, πρόσθετα ζητήματα περιλαμβάνουν τον κύκλο της θερμοκρασίας, την υγρασία, τους κραδασμούς και τη μακροπρόθεσμη γήρανση της μόνωσης.

 

Επιπλέον, οι μηχανικές διεπαφές των ράβδων διαύλου-συμπεριλαμβανομένων των θέσεων οπών τοποθέτησης, των προσανατολισμών των ακροδεκτών, των ζωνών κάμψης, των μεθόδων τοποθέτησης και των αποστάσεων ασφαλείας από τα γύρω εξαρτήματα-θα πρέπει να επιβεβαιωθούν νωρίς στο έργο. Η αντιμετώπιση αυτών των απαιτήσεων κατά τη φάση σχεδιασμού συμβάλλει στην ελαχιστοποίηση ζητημάτων όπως οι δομικές παρεμβολές ή οι ρυθμίσεις διεπαφής κατά τη διάρκεια της τελικής συναρμολόγησης του συστήματος.

 

Συνολικά, οι πλαστικοποιημένοι ζυγοί εξελίσσονται από παραδοσιακά εξαρτήματα σύνδεσης ισχύος σε κρίσιμα δομικά στοιχεία εντός του ηλεκτρονικού εξοπλισμού υψηλής ισχύος-. Για εφαρμογές όπως υπολογιστές αποθήκευσης ενέργειας, PV-συν-μετατροπείς αποθήκευσης, τηλεπικοινωνίες και τροφοδοτικά διακομιστών, βιομηχανικοί μετατροπείς και συστήματα τροφοδοσίας σιδηροδρομικών μεταφορών, μια καλά σχεδιασμένη δομή ζυγού επιτρέπει μια ανώτερη ισορροπία μεταξύ χαμηλής επαγωγής, ρεύματος-, ικανότητας μεταφοράς, επαναχρησιμοποίησης χώρου και θερμικής διαχείρισης.

Μια ορθολογική ισορροπία μηχανικής.

 

Καθώς συνεχίζουν να εξελίσσονται οι τεχνολογίες μετατροπής ημιαγωγών υψηλής ισχύος-και υψηλής Για πρακτικά έργα μηχανικής, ο δομικός σχεδιασμός πρέπει να ενσωματώνει την τοπολογία του εξοπλισμού, τις συνθήκες λειτουργίας και τους περιορισμούς εγκατάστασης για να αποδώσει μια εξαιρετικά αξιόπιστη λύση σύνδεσης ισχύος, πραγματικά κατάλληλη για εξοπλισμό μαζικής παραγωγής.

 

Για τις ομάδες προμηθειών μηχανικής και ανάπτυξης έργων, η επιλογή τωνελασματοποιημένες μπάρεςθα πρέπει να περιλαμβάνει έγκαιρη τεχνική διαβούλευση με προμηθευτές ικανούς για προσαρμοσμένο σχεδιασμό και κατασκευή, αντιμετωπίζοντας παραμέτρους όπως η τάση, το ρεύμα, οι διαστάσεις εγκατάστασης, οι απαιτήσεις μόνωσης και η στοχευόμενη αδέσποτη αυτεπαγωγή.