Une méthode de détection des défauts internes dans les barres omnibus laminées moulées par injection

Avec le développement rapide des véhicules à énergie nouvelle, de l'électronique de puissance et des systèmes d'onduleurs à haute-fréquence, les barres omnibus laminées sont largement utilisées dans les équipements à haute-densité de puissance-en raison de leur faible inductance parasite, de leur intégration élevée et de leur excellente compatibilité électromagnétique. En particulier dans les onduleurs, les systèmes de stockage d'énergie et les modules d'alimentation haute fréquence-, les jeux de barres laminés ont progressivement remplacé les solutions de connexion par câble traditionnelles, devenant ainsi un composant important pour améliorer la stabilité du système et la conception compacte.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dans de nombreux scénarios d'application, tels que les applications SIC de barres omnibus laminées, les barres omnibus de contrôleur de moteur, les barres omnibus d'unité de distribution d'énergie et les barres omnibus de convertisseur de fréquence industriel, des exigences plus élevées sont imposées en matière de fiabilité d'isolation et de stabilité structurelle des barres omnibus. Étant donné que les véhicules à énergie nouvelle et les équipements de commande électrique industriels fonctionnent généralement dans des conditions environnementales complexes, à haute fréquence et à courant élevé, les défauts d'isolation à l'intérieur des barres omnibus laminées peuvent facilement entraîner une décharge partielle, une rupture d'isolation ou même une panne du système.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les jeux de barres laminés sont généralement composés de plusieurs couches de conducteurs et de couches d'isolation empilées en alternance. Basé sur l'effet de peau et l'effet de proximité, le courant se concentre principalement sur la surface des conducteurs adjacents, réduisant ainsi efficacement l'inductance parasite du circuit. Cette structure améliore non seulement l'efficacité de la transmission du courant, mais réduit également les interférences électromagnétiques du système et améliore la dissipation thermique globale. Par rapport aux solutions de câbles traditionnelles, les jeux de barres laminés offrent des avantages tels qu'une structure compacte, une efficacité d'assemblage élevée, une bonne sécurité et une utilisation élevée de l'espace.

 

Actuellement, les méthodes d'isolation courantes pour les barres omnibus laminées dans l'industrie comprennent principalement les gaines thermorétractables, l'isolation par trempage-, l'emballage avec du ruban isolant, l'assemblage de supports isolants et le moulage par injection intégré. Parmi celles-ci, la solution de moulage par injection intégrée est de plus en plus largement utilisée dans les équipements électroniques de puissance haut de gamme en raison de sa grande précision de positionnement, de sa forte adaptabilité d'automatisation et de sa bonne intégrité globale d'isolation.

 

Par exemple, dans des systèmes tels que la barre omnibus laminée pour entraînement à fréquence variable, la barre omnibus pour locomotives de transport, la barre omnibus électrique pour tramway de circulation et la barre omnibus laminée pour la distribution d'énergie des télécommunications, la structure de moulage par injection intégrée réduit efficacement le risque d'intrusion de corps étrangers et améliore la fiabilité opérationnelle à long terme.

 

Cependant, par rapport aux structures d'assemblage traditionnelles, les barres omnibus laminées moulées par injection-présentent également un défi majeur : la difficulté de détecter les défauts internes. Étant donné que la couche d'isolation est entièrement encapsulée à l'intérieur, l'inspection visuelle conventionnelle ne peut pas identifier les microfissures internes, les défauts des lignes de soudure ou les vides localisés. Ces défauts peuvent se développer progressivement sous l'effet de cycles thermiques à long terme, de vibrations ou d'environnements à haute pression-, conduisant finalement à une défaillance de l'isolation.

 

Actuellement, l'industrie utilise généralement deux méthodes pour inspecter les barres omnibus lamellées moulées par injection-. La première méthode utilise les rayons X-ou la tomodensitométrie pour détecter la déformation structurelle interne et déterminer la rationalité de la disposition des points de support. La deuxième méthode consiste à effectuer des tests de tension de tenue conventionnels, en appliquant une tension standard pour vérifier si les performances d'isolation répondent aux exigences de conception. Ces méthodes peuvent détecter des défauts structurels plus importants, mais leur efficacité dans la détection des défauts microscopiques d’isolation reste limitée.

 

Pour répondre à cette problématique, l’industrie a progressivement proposé une approche de détection des défauts internes basée sur les caractéristiques de rupture des matériaux. Le principe de base consiste à utiliser la limite de tension de tenue inhérente du matériau isolant pour effectuer un test de tension de tenue au claquage sur l'ensemble de barres omnibus moulé par injection et comparer les résultats du test avec la valeur de tension de tenue standard du matériau. Si la tension de claquage de l'échantillon est nettement inférieure à la valeur théorique du matériau, cela peut indiquer la présence de microfissures, de défauts de soudure ou d'irrégularités localisées de l'isolation.

 

La clé de cette méthode de détection consiste à établir un système d’échantillons de référence stable. Cela nécessite généralement de fabriquer des échantillons d'isolation standard ayant la même épaisseur que le produit réel et moins de défauts, ainsi que d'obtenir leurs paramètres de tension de tenue de base. Simultanément, les résultats des tests doivent être évalués de manière exhaustive en conjonction avec les données de rigidité diélectrique fournies par les fournisseurs de matériaux. Cette approche permet d'identifier précocement les risques potentiels d'isolation lors du développement du produit, évitant ainsi des défaillances massives ultérieures.

 

Cette approche de test présente une valeur d'application significative dans les scénarios à haute-tension, haute-fréquence et haute-fiabilité. Par exemple, dans des applications telles que les barres omnibus laminées pour l'alimentation CC IGBT compacte, les barres omnibus laminées pour les phases IGBT à faible inductance des onduleurs industriels, les barres omnibus laminées CC et CA pour chariots élévateurs et les barres omnibus du système (alimentation sans interruption), la stabilité de l'isolation interne affecte directement la sécurité opérationnelle globale.

 

De plus, avec la demande croissante d'intégration de systèmes électriques dans les centres de données, le calcul haute performance et les équipements de communication, les barres omnibus laminées sont de plus en plus utilisées dans des domaines tels que les barres omnibus laminées pour les cartes de circuits imprimés ou les fonds de panier de superordinateurs, les barres omnibus laminées pour les serveurs Web, les barres omnibus pour les ordinateurs centraux, les barres omnibus laminées pour les fonds de panier de routeurs Internet et les barres omnibus laminées pour la distribution électrique des stations de base cellulaires.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ces scénarios comportent généralement des exigences strictes en matière de faible inductance, de stabilité élevée et d'utilisation de l'espace, ce qui rend le contrôle qualité interne des jeux de barres particulièrement sensible. Dans les transports ferroviaires et les systèmes électriques industriels, tels que les jeux de barres composites pour l'alimentation électrique des trains, les modules d'alimentation à quatre-quadrants, les jeux de barres laminés à haute-pour les onduleurs à l'épreuve de l'exploration de tension-et les jeux de barres laminés pour les inducteurs de fréquence, les équipements sont soumis à des vibrations à long-termes, à des températures élevées et à des conditions d'humidité élevées, amplifiant encore les risques potentiels de défauts d'isolation. Par conséquent, l’établissement d’un mécanisme de détection des défauts internes plus complet est devenu une direction de développement importante pour l’industrie des jeux de barres laminés.

 

Dans l'ensemble,jeux de barres laminés moulés par injection-intégrésoffrent des avantages tels qu'une intégration structurelle, une faible inductance et une fiabilité élevée, en phase avec les tendances de développement des véhicules à énergie nouvelle, de l'électronique de puissance et des systèmes d'alimentation intelligents. Cependant, dans le même temps, la difficulté de détecter les défauts d’isolation interne augmente également considérablement. En introduisant des méthodes telles que les tests de claquage en tension, l'analyse comparative des matériaux et la vérification des défaillances auxiliaires, la capacité d'identification des risques pendant la phase de développement du produit peut être efficacement améliorée, offrant ainsi une assurance technique plus stable pour les systèmes de connexion électrique à haute fiabilité-.