воскресенье, 10 февраля 2013 г.

расстояние между фазными шинами

Электрические характеристики шины определяются ее конструктивными параметрами. Рассмотрим базовый элемент шины: два проводящих слоя, разделенные изолятором. Для анализа используются следующие параметры:

Рис. 2. Конструкция и эквивалентная электрическая схема многослойной шины

Основными электрическими параметрами шины питания являются: активное сопротивление, распределенная последовательная индуктивность и распределенная емкость. Пользователя интересуют, прежде всего, активное сопротивление, определяющее потери мощности на шине и шумы, создаваемые паразитными RLC-контурами. На рис. 2 показаны конструктивные слои и эквивалентная электрическая схема многослойной шины.

Как правило, многослойная силовая шина содержит проводники линии питания, общего провода и выходных цепей. Слои общего провода и провода силового питания должны быть одинаковы по геометрическим размерам и сечению. При этом обеспечивается симметрия проводимости и минимальное значение распределенной индуктивности. В качестве материала проводника обычно используется медь и медные сплавы, однако для некоторых применений шины изготавливаются из латуни, бронзы и бериллиево-медных сплавов. В окончательном виде силовая шина, состоящая из набора проводящих и изолирующих слоев, прессуется с использованием эпоксидного наполнителя для получения максимально жесткой конструкции.

Ширина и толщина проводников шины выбирается исходя из конструктивных требований. Существует только одна рекомендация: ширина должна быть по крайней мере в 2 раза больше толщины.

Для большинства практических применений допустимая плотность тока проводника составляет 5 А/мм2. При добавлении каждого следующего слоя шины его сечение необходимо увеличивать на 5%. Приведенная ниже формула позволяет определить минимальное сечение А одного проводящего слоя шины, состоящей из N слоев и рассчитанной на максимальный ток Imax:

Будучи симметричной параллельной конструкцией, шина обеспечивает согласованную высокую проводимость слоев, согласованное значение распределенной емкости и низкую паразитную индуктивность. Шина общего провода может также выполнять функции экрана. Все это гарантирует минимальный уровень радиопомех, помех, излучаемых в сеть, и высокую электромагнитную совместимость изделия. Кроме того, применение плоских шин позволяет создать компактную легкую конструкцию и обеспечить хорошие тепловые характеристики.

Современная многослойная шина представляет собой прессованную плоскую конструкцию, состоящую из медных пластин, изолированных друг от друга тонким слоем диэлектрика.

Многослойные шины необходимы для распределения энергетических потоков между силовыми компонентами мощных преобразовательных устройств. Они предназначены, прежде всего, для использования в импульсных схемах с высокими значениями коммутируемых токов и напряжений и большими скоростями их изменения. Диапазон токов электронных устройств, при которых целесообразно применение многослойных шин, составляет 25–2500 А [3]. Основными требованиями, предъявляемыми к шинам, являются минимальные значения распределенных индуктивностей и сопротивлений проводников и большая допустимая плотность тока в сочетании с высоким напряжением изоляции слоев шины.

Рис. 1. Внешний вид 3-фазного инвертора-конвертора для ветротурбины мощностью 1 МВт

На рис. 1 показана одна из наиболее популярных разработок SEMIKRON — модуль 3-фазного инвертора - конвертора с выходной мощностью более 1 МВт. Данная сборка предназначена для работы в составе ветроэнергетической установки, она содержит конвертор и инвертор на интеллектуальных силовых модулях SKiiP2403GB172 с транзисторами Trench IGBT (2400 А, 1700 В), установленных на теплоотвод с жидкостным охлаждением, а также блок конденсаторов 2x[3x(4x3 последовательно)] емкостью 3300 мкФ. Модуль может использоваться как с асинхронным ветрогенератором с фазным ротором, так и с синхронным генератором мощностью до 1 МВт. На рисунке хорошо видны многослойные шины связи, соединяющие силовые модули и конденсаторы шины питания.

Конструктивные и электрические характеристики шин

Разработка топологии соединений в преобразователях большой мощности является одним из наиболее важных и сложных этапов создания конструкции изделия. Высокие значения скоростей изменения сигнала di/dt, dv/dt, возникающие при переключении силовых модулей, приводят к появлению переходных перенапряжений, шумов и помех. Для борьбы с этим в мощных импульсных преобразователях необходимо обеспечивать минимальное значение распределенных индуктивностей силовых линий связи. Основным способом решения данной проблемы является использование многослойных силовых шин (Laminated Bus Bar). В настоящее время готовые силовые шины для различных мощных применений выпускаются рядом зарубежных фирм. Одним из лидеров в производстве изделий данного класса является французская компания ELDRE, предлагающая широкую гамму шин для различных преобразователей. Именно такие шины используются в готовых конструктивах SEMISTACK, разрабатываемых фирмой SEMIKRON и предназначенных для максимального упрощения разработки и обеспечения надежной работы изделия. В данной статье рассматриваются конструктивные и электрические параметры многослойных шин питания, описываются наиболее удачные варианты конструкции силовых сборок SEMISTACK, производимых фирмой SEMIKRON.

Многослойная шина и силовые модули SEMISTACK от SEMIKRON

Силовая электроника 1'2004

Your browser doesn't support objects Your browser doesn't support objects

Your browser doesn't support objects Your browser doesn't support objects

Your browser doesn't support objects Your browser doesn't support objects

Your browser doesn't support objects Your browser doesn't support objects

Многослойная шина и силовые модули SEMISTACK от SEMIKRON

Комментариев нет:

Отправить комментарий