Γιατί ο εύκαμπτος δίαυλος με μόνωση με πλαστικοποίηση θεωρείται επαναστατική λύση για μετάδοση ισχύος υψηλής-συχνότητας;

Στο πλαίσιο της συνεχούς εξέλιξης της νέας ενέργειας, των ηλεκτρονικών ισχύος και της κατασκευής{0}}υψηλού εξοπλισμού, η απόδοση μετάδοσης ισχύος υψηλής-συχνότητας έχει γίνει βασικός παράγοντας που περιορίζει τη βελτίωση της απόδοσης του συστήματος. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι παραδοσιακοί άκαμπτοι χάλκινοι δίαυλοι αντιμετώπιζαν προβλήματα συμφόρησης λόγω του "φαινόμενου δέρματος" κάτω από συνθήκες λειτουργίας AC υψηλής συχνότητας. Η εμφάνιση ελασματοποιημένων μονωμένων εύκαμπτων ζυγών θεωρείται από τη βιομηχανία ως μια δομική σημαντική ανακάλυψη για την επίλυση αυτού του προβλήματος. Οι νέες δομές ζυγών, που αντιπροσωπεύονται από πολυστρωματικές εύκαμπτες ράβδους χαλκού, οδηγούν τα συστήματα ισχύος- υψηλής ισχύος- σε ένα νέο τεχνολογικό στάδιο.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Το λεγόμενο-φαινόμενο δέρματος αναφέρεται στο φαινόμενο ότι κατά τη μετάδοση AC υψηλής-συχνότητας, το ρεύμα τείνει να συγκεντρώνεται στην επιφάνεια του αγωγού, ενώ το ποσοστό αγωγιμότητας εντός του αγωγού μειώνεται σημαντικά. Λαμβάνοντας για παράδειγμα μια συχνότητα λειτουργίας περίπου 1 kHz, το πραγματικό βάθος αγωγιμότητας του χαλκού είναι μόνο περίπου 2,3 mm. Όταν το πάχος μιας παραδοσιακής χάλκινης ράβδου υπερβαίνει αυτήν την τιμή, το κεντρικό υλικό σχεδόν δεν μεταφέρει ρεύμα. Αυτό το φαινόμενο οδηγεί άμεσα σε μείωση της αποτελεσματικής αγώγιμης-διατομής-επιφάνειας, μείωση της ικανότητας μεταφοράς ρεύματος-και προκαλεί τοπική υπερθέρμανση και απώλεια ενέργειας. Σε εφαρμογές υψηλής ισχύος και υψηλής συχνότητας{11}, οι δομικοί περιορισμοί των παραδοσιακών χάλκινων ζυγών γίνονται όλο και πιο εμφανείς.

 

Οι πλαστικοποιημένοι, μονωμένοι εύκαμπτοι ζυγοί προσφέρουν μια συστηματική λύση στα προαναφερθέντα προβλήματα μέσω της δομικής καινοτομίας. Αυτή η λύση χρησιμοποιεί ένα πολύ-υπερ-πολυεπίπεδο φύλλο χαλκού ή λωρίδα στοιβαγμένης διαμόρφωσης, με το πάχος κάθε στρώματος να ελέγχεται συνήθως στα 0,8–1 mm, διασφαλίζοντας ότι παραμένει κάτω από το βάθος του δέρματος που απαιτείται για ρεύματα υψηλής{{5} συχνότητας. Αυτό εγγυάται ότι κάθε στρώμα χαλκού μπορεί να συμμετέχει πλήρως στην αγωγιμότητα. Η πολυεπίπεδη παράλληλη δομή αυξάνει σημαντικά την αποτελεσματική αγώγιμη επιφάνεια ενώ παράλληλα επιτρέπει μια πιο ομοιόμορφη κατανομή ρεύματος μεταξύ των στρωμάτων. Αυτή η φιλοσοφία σχεδίασης έχει εφαρμοστεί ευρέως σε μορφές προϊόντων όπως οι ράβδοι διαύλου πολλαπλών στρώσεων και οι εύκαμπτες ράβδοι με πλαστικοποιημένο χαλκό.

 

Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι, κάτω από την ίδια-διατομή, η τρέχουσα χωρητικότητα-φέρουσας ικανότητας της πολυστρωματικής δομής μπορεί να αυξηθεί κατά περίπου 20% και η αύξηση της θερμοκρασίας λειτουργίας του συστήματος μειώνεται κατά περίπου 10–20 βαθμούς . Αυτή η σημαντική μείωση στην άνοδο της θερμοκρασίας μετριάζει αποτελεσματικά το πρόβλημα συγκέντρωσης hotspot των παραδοσιακών ράβδων ζυγών υπό υψηλές-τρέχουσες συνθήκες, βελτιώνοντας σημαντικά τη μακροπρόθεσμη-σταθερότητα και το περιθώριο ασφαλείας του συστήματος. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι ιδιαίτερα κρίσιμο για εξοπλισμό υψηλής-ισχύ-πυκνότητας, όπως μετατροπείς, συστήματα έλξης και τροφοδοτικά υψηλής

 

Όσον αφορά τις επιδόσεις μόνωσης και ασφάλειας, οι πολυστρωματικοί εύκαμπτοι ζυγοί έχουν συνήθως ένα μονωτικό υλικό υψηλής απόδοσης-που τυλίγεται πλήρως γύρω από το στρώμα χαλκού, επιτυγχάνοντας διπλή προστασία μόνωσης μεταξύ των στρωμάτων και του εδάφους. Η ονομαστική τάση αντοχής τους μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις εφαρμογής δεκάδων kilovolt στη γείωση και δεκάδων kilovolt μεταξύ των στρωμάτων, παρέχοντας σημαντική τεχνική υποστήριξη για τη συμπαγή εξοπλισμό του εξοπλισμού και τη βελτιωμένη ενσωμάτωση του συστήματος. Η προκύπτουσα δομή χάλκινου εύκαμπτου ζυγού πληροί τις απαιτήσεις υψηλών ηλεκτρικών επιδόσεων, ενώ παράλληλα λαμβάνει υπόψη τη μηχανική ευελιξία, απορροφώντας αποτελεσματικά τους κραδασμούς και τη θερμική καταπόνηση.

 

Από την άποψη της οικονομικής και βιώσιμης ανάπτυξης, η πολυστρωματική δομή έχει επίσης σημαντικά πλεονεκτήματα. Λόγω του σημαντικά βελτιωμένου ποσοστού χρήσης υλικού, περίπου 10%-15% του υλικού χαλκού μπορεί να μειωθεί ενώ πληροί την ίδια ή και υψηλότερη ικανότητα μεταφοράς ρεύματος-. Αυτό όχι μόνο μειώνει το κόστος κατασκευής αλλά ταυτόχρονα μειώνει την κατανάλωση πόρων και τις εκπομπές άνθρακα, ευθυγραμμίζοντας με την τρέχουσα τάση του πράσινου μετασχηματισμού της παραγωγής στον εξοπλισμό ισχύος. Σε ορισμένα σενάρια εφαρμογών, υιοθετούνται επίσης λύσεις επικασσιτερωμένης χάλκινης ράβδου διαύλου ή κονσερβοποιημένης ράβδου διαύλου χαλκού για περαιτέρω βελτιστοποίηση της απόδοσης της επιφάνειας και της αξιοπιστίας της συναρμολόγησης.

 

Με τη συνεχή επαλήθευση εφαρμογών, οι εύκαμπτες ράβδοι με πλαστική μόνωση έχουν επιτύχει ώριμες περιπτώσεις εφαρμογής σε πολλαπλούς κλάδους. Στον τομέα των νέων ενεργειακών οχημάτων, οι χάλκινες ράβδοι αυτοκινήτων χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα ηλεκτρικής μετάδοσης κίνησης και σε μονάδες φόρτισης{1} για την υποστήριξη υψηλότερης πυκνότητας ισχύος και πιο σταθερής μετάδοσης ενέργειας. Οι εύκαμπτοι χάλκινοι δίαυλοι γίνονται επίσης κυρίαρχοι στα συστήματα σιδηροδρομικής μεταφοράς, βιομηχανικού αυτοματισμού και ισχύος κέντρων δεδομένων για να ανταποκριθούν στις συνδυασμένες απαιτήσεις υψηλής συχνότητας, υψηλού ρεύματος και πολύπλοκων περιβαλλόντων εγκατάστασης.

 

Ολικός,ελασματοποιημένοι μονωμένοι εύκαμπτοι ζυγοί, μέσω της καινοτόμου δομής πολλαπλών στρωμάτων λεπτών χάλκινων αγωγών που συνδέονται παράλληλα, μετριάζουν θεμελιωδώς το πρόβλημα του δερματικού εφέ σε συνθήκες λειτουργίας υψηλής{0}συχνότητας, επιτυγχάνοντας πολλαπλές ανακαλύψεις στην ικανότητα μεταφοράς ρεύματος, τον έλεγχο της αύξησης της θερμοκρασίας και τη βελτιστοποίηση της απόδοσης του υλικού. Οι φόρμες προϊόντων που αντιπροσωπεύονται από Εύκαμπτες ράβδους πολλαπλών στρωμάτων χαλκού και εύκαμπτες ράβδους χαλκού αναδιαμορφώνουν την τεχνολογική πορεία της μετάδοσης ισχύος υψηλής-συχνότητας και θεωρούνται ευρέως στον κλάδο ως κρίσιμο θεμελιώδες στοιχείο των συστημάτων ισχύος επόμενης-γενιάς υψηλής{{5} απόδοσης.