Phân tích nguyên nhân hư hỏng Thanh cái biến tần nhiều lớp: Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định của thiết bị

Trong hệ điều hành biến tần, Thanh cái biến tần nhiều lớp đóng vai trò là kênh truyền tải điện lõi kết nối các bộ phận quan trọng như tụ điện và mô-đun IGBT. Độ ổn định hoạt động của chúng quyết định trực tiếp đến hiệu suất và độ an toàn của biến tần. Điều này được hiểu rằng, hỏng các thanh nhiều lớp có thể dễ dẫn đến các lỗi nghiêm trọng ở biến tần như quá điện áp, quá dòng hoặc thậm chí đoản mạch trực tiếp, từ đó ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của toàn bộ hệ thống truyền tải điện. Do đó, việc điều tra nguyên nhân hỏng hóc và giảm thiểu rủi ro lỗi đã trở thành trọng tâm chính trong ngành điện tử công suất. Chất lượng và tính hợp lý trong thiết kế của thanh cái nhiều lớp là những yếu tố cốt lõi ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng của chúng.

Các chuyên gia trong ngành chỉ ra rằng lỗi của thanh cái nhiều lớp biến tần không phải do một yếu tố nào gây ra. Trong số đó, sự lão hóa và hư hỏng cách điện là những nguyên nhân quan trọng nhất, hầu hết liên quan đến-môi trường vận hành và quy trình sản xuất lâu dài. Khi bộ biến tần ở điều kiện nhiệt độ-cao trong thời gian dài, các vật liệu cách điện như PET, PEN và PI bên trong thanh nhiều lớp sẽ dần trở nên giòn và mất đặc tính cách điện, cuối cùng dẫn đến đoản mạch giữa các lớp. Nếu kiểm soát quá trình không tốt trong quá trình sản xuất sẽ xuất hiện những khoảng trống hoặc bong bóng trên lớp cách nhiệt. Dưới tác động của điện áp thanh-tần số cao và điện áp{7}}cao, hiện tượng phóng điện một phần (PD) sẽ xảy ra, dẫn đến đánh thủng cách điện sau khi tích tụ-trong thời gian dài. Ngoài ra, việc xử lý các cạnh nhiều lớp không đúng cách và khoảng cách cách nhiệt không đủ (khoảng cách rò rỉ) cũng có thể dễ dàng gây ra hiện tượng phóng điện bề mặt ở cạnh giữa các lớp. Vấn đề này đặc biệt nổi bật ở Thanh cái nhiều lớp dành cho các ứng dụng{11}ở nhiệt độ cao.

Lỗi sản xuất cũng là nguyên nhân quan trọng gây ra hư hỏng thanh cái nhiều lớp, ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định kết cấu và hiệu suất cách nhiệt của thanh. Sự cán màng hoặc tách lớp không đồng đều là khá phổ biến. Do liên kết giữa thanh đồng và lớp cách nhiệt không đủ nên không khí tích tụ tại các điểm tách lớp, dẫn đến phóng điện cục bộ hoặc tập trung điện trường, làm tăng tốc độ hư hỏng của thanh đồng. Nếu bụi bẩn, hơi ẩm hoặc mạt kim loại có trên bề mặt thanh đồng trước khi cán, nó có thể làm mỏng lớp cách nhiệt cục bộ, thậm chí hình thành các rãnh dẫn điện và tạo ra các lỗi tiềm ẩn. Đồng thời, nếu không loại bỏ kịp thời các gờ còn sót lại trong quá trình cắt thanh đồng có thể làm thủng màng cách điện, trực tiếp gây đoản mạch. Điều này đặt ra yêu cầu cao hơn về độ chính xác trong sản xuất của các thanh đồng nhiều lớp.

Sự giãn nở nhiệt và hư hỏng do ứng suất cơ học càng làm tăng thêm tỷ lệ hư hỏng của thanh cái nhiều lớp. Việc khởi động và tắt biến tần thường xuyên-dẫn đến tải cao và thấp xen kẽ. Do hệ số giãn nở nhiệt khác nhau của thanh đồng và lớp cách nhiệt, xảy ra hiện tượng giãn nở và co nhiệt lặp đi lặp lại, tạo ra ứng suất bong tróc giữa các lớp. Điều này làm tăng tốc độ tách lớp cách nhiệt khỏi thanh đồng, dẫn đến hư hỏng do mỏi do chu trình nhiệt. Nếu biến tần được đặt trong môi trường có độ rung đáng kể, nó sẽ làm trầm trọng thêm hiện tượng gãy do mỏi của vật liệu nhiều lớp vốn đã mỏng manh. Vấn đề này đặc biệt nổi bật trong các tình huống có độ rung đáng kể, chẳng hạn như các ứng dụng ô tô và năng lượng gió, đặt ra thách thức đối với sự ổn định của Thanh cái nhiều lớp cho I/O IGBT biến tần cối xay gió.

Quá điện áp và tăng điện áp nhất thời có thể làm thủng trực tiếp lớp cách điện của thanh cái nhiều lớp, gây ra hỏng hóc đột ngột. Khi mạch giảm âm bị lỗi hoặc được thiết kế không phù hợp, IGBT sẽ tạo ra các xung điện áp cực cao trên thanh trong quá trình chuyển đổi tần số-cao. Nếu những gai này vượt quá giới hạn dung sai của lớp cách nhiệt, chúng sẽ ngay lập tức làm thủng lớp cách nhiệt. Ngoài ra, các xung điện đầu vào DC gây ra điện áp thanh cao quá mức cũng có thể trực tiếp làm hỏng lớp cách điện, dẫn đến hỏng thanh. Điều này đặt ra những yêu cầu nghiêm ngặt về tính hợp lý của thiết kế thanh nhiều lớp.

Ăn mòn hóa học trong môi trường cũng có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của thanh cái nhiều lớp, gián tiếp gây ra hư hỏng. Nếu môi trường bên ngoài ẩm ướt hoặc khí ăn mòn lọt vào biến tần, các thanh đồng sẽ bị oxy hóa và ăn mòn điện hóa, từ đó sẽ ăn mòn lớp cách nhiệt nhiều lớp, làm giảm dần hiệu suất cách nhiệt. Theo thời gian, điều này có thể dẫn đến hỏng thanh. Vấn đề này cần được ngăn chặn cẩn thận trong các tình huống quang điện và năng lượng gió ngoài trời, đồng thời nó đặt ra yêu cầu cao hơn về thiết kế bảo vệ của Thanh nhiều lớp cho Bộ biến tần quang điện.

Các chuyên gia trong ngành tóm tắt rằng sự thất bại củaThanh cái biến tần nhiều lớpchủ yếu là kết quả của nhiều yếu tố như ứng suất nhiệt, điện và cơ học. Trong số đó, độ ổn định của hệ thống cách nhiệt và độ kín của quy trình sản xuất là chìa khóa quyết định tuổi thọ sử dụng của nó. Khi bộ biến tần phát triển theo hướng tần số cao hơn, điện áp cao hơn và kích thước nhỏ hơn, các yêu cầu kỹ thuật đối với giải pháp nguồn thanh nhiều lớp sẽ tiếp tục tăng. Trong tương lai, cần phải giảm hơn nữa xác suất hư hỏng thanh cái nhiều lớp bằng cách tối ưu hóa thiết kế, cải thiện độ chính xác trong sản xuất và tăng cường các biện pháp bảo vệ để cung cấp sự hỗ trợ vững chắc cho hoạt động ổn định của bộ biến tần.

Nếu bạn cần tư vấn về xử lý sự cố lỗi của Thanh cái biến tần nhiều lớp, tối ưu hóa bảo vệ và các giải pháp thích ứng, vui lòng liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp.