लेमिनेटेड बसबार्स में अधिक परतों, बेहतर ग़लतफ़हमी को ख़त्म करना

नई ऊर्जा, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक स्वचालन के तेजी से विकास के साथ, लेमिनेटेड बसबारों का उपयोग उनके कम इंडक्शन, उच्च एकीकरण और अच्छे ईएमसी प्रदर्शन के कारण ऊर्जा भंडारण प्रणालियों, इनवर्टर, नई ऊर्जा वाहनों, पावर मॉड्यूल और रेल परिवहन में व्यापक रूप से किया जाता है। विशेष रूप से उच्च{{1}आवृत्ति, उच्च{{2}पावर उपकरण, लैमिनेटेड कम{{3}प्रेरक बसबारों ने धीरे-धीरे पारंपरिक केबल कनेक्शनों को प्रतिस्थापित कर दिया है, जो आधुनिक विद्युत प्रणालियों का एक महत्वपूर्ण घटक बन गया है।

 

हालाँकि, उद्योग में एक आम ग़लतफ़हमी बनी हुई है: कि लेमिनेटेड बसबार में अधिक परतों का मतलब बेहतर प्रदर्शन है। वास्तव में, एक लेमिनेटेड डिज़ाइन एक व्यवस्थित इंजीनियरिंग प्रोजेक्ट है जिसके लिए इंडक्शन, गर्मी अपव्यय, संरचनात्मक स्थान, लागत और अनुप्रयोग परिदृश्यों पर व्यापक विचार की आवश्यकता होती है। इसका कोई पूर्ण निष्कर्ष नहीं है कि "अधिक परतें अधिक उन्नत होती हैं।"

 

 

 

लैमिनेटेड बसबार आम तौर पर प्रवाहकीय तांबे के बसबार और इंसुलेटिंग मीडिया की कई परतों से बने होते हैं, जो एक गर्म दबाव प्रक्रिया का उपयोग करके एक साथ बंधे होते हैं। वे विशिष्ट बहु-परत मिश्रित संरचना कनेक्शन बार हैं। सकारात्मक और नकारात्मक टर्मिनलों के बीच की दूरी और लेआउट को अनुकूलित करके, सर्किट में आवारा अधिष्ठापन को काफी कम किया जा सकता है, जिससे सिस्टम परिचालन स्थिरता में सुधार होता है। वर्तमान में, उद्योग में मुख्यधारा के विनिर्देश मुख्य रूप से 2 से 6 परतों तक होते हैं, जिनमें विभिन्न अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुरूप अलग-अलग परत संख्याएँ होती हैं:

 

2{{1}परत संरचनाएं आम तौर पर कम-से-मध्यम-ऊर्जा वाले उपकरणों के लिए उपयुक्त होती हैं, जो परिपक्व विनिर्माण प्रक्रियाओं, कम लागत और सरल स्थापना जैसे फायदे प्रदान करती हैं। वे आमतौर पर बुनियादी बिजली वितरण इकाई बसबार, लो-वोल्टेज इनवर्टर और सामान्य औद्योगिक बिजली वितरण प्रणालियों में पाए जाते हैं।

 

3-परत संरचनाएं सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले समाधानों में से एक हैं। तीन परत वाले लेमिनेटेड बसबार बेहतर वर्तमान वितरण और विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण प्राप्त करते हैं, जो मध्यम-शक्ति उपकरणों में उच्च लागत दक्षता प्रदान करते हैं। इनका व्यापक रूप से ऊर्जा भंडारण इनवर्टर, यूपीएस सिस्टम और नए ऊर्जा सहायक नियंत्रण मॉड्यूल में उपयोग किया जाता है।

 

4 या अधिक परतों वाली संरचनाएं अक्सर उच्च {{1}आवृत्ति, उच्च {{2}शक्ति, और जटिल टोपोलॉजी परिदृश्यों में उपयोग की जाती हैं, जैसे हाई पावर कन्वर्टर्स में लेमिनेटेड बसबार, आईजीबीटी लैमिनेटेड बसबार, और बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण पीसीएस सिस्टम। उनके मुख्य लाभ कम स्ट्रे इंडक्शन, मजबूत ईएमसी क्षमताएं और उच्च सिस्टम एकीकरण में निहित हैं।

 

 

 

I. विद्युत प्रदर्शन में परिवर्तन

परतों की संख्या में वृद्धि के साथ, सकारात्मक और नकारात्मक कंडक्टरों के बीच एक सख्त युग्मन संरचना बनाई जा सकती है, जिससे आवारा अधिष्ठापन कम हो जाता है। यह उच्च आवृत्ति वाले SiC उपकरणों और उच्च गति स्विचिंग आईजीबीटी मॉड्यूल के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

 

आईजीबीटी के लिए अनुकूलित लैमिनेटेड बसबार आमतौर पर स्विचिंग के दौरान उत्पन्न वोल्टेज स्पाइक्स और ईएमआई हस्तक्षेप को कम करने के लिए बसबार की इंटरलेयर संरचना को अनुकूलित करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं।

 

हालाँकि, परतों की संख्या बढ़ाने का मतलब असीमित प्रदर्शन सुधार नहीं है। बहुत अधिक परतें इंटरलेयर परजीवी कैपेसिटेंस को बढ़ा सकती हैं, जो, यदि पैरामीटर ठीक से मेल नहीं खाते हैं, तो सिस्टम स्थिरता पर नकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है। इसलिए, तीन-स्तरीय इन्वर्टर के लिए लेमिनेटेड बसबार को डिज़ाइन करते समय, इंडक्शन और कैपेसिटेंस मापदंडों को एक साथ संतुलित किया जाना चाहिए।

 

द्वितीय. ऊष्मा अपव्यय क्षमता में परिवर्तन

बहुपरत संरचनाएं ऊष्मा चालन पथ और ऊष्मा अपव्यय क्षेत्र का विस्तार कर सकती हैं, इस प्रकार बहुपरत बसबारों में आम तौर पर समान धारा प्रवाहित करने वाली स्थितियों के तहत कम तापमान वृद्धि होती है।

 

उच्च {{0}वर्तमान परिदृश्यों जैसे उच्च वोल्टेज विस्फोट {{1} प्रूफ इन्वर्टर बसबार में, बहुपरत संरचनाएं स्थानीय हॉट स्पॉट को प्रभावी ढंग से कम कर सकती हैं और दीर्घकालिक परिचालन स्थिरता में सुधार कर सकती हैं।

 

हालाँकि, एक ही समय में, परतों की संख्या बढ़ने से समग्र मोटाई में भी वृद्धि होती है, जो अधिक स्थापना स्थान घेरती है। इसलिए, कॉम्पैक्ट उपकरणों में, आंतरिक लेआउट पर व्यापक रूप से विचार करने की आवश्यकता है।

 

तृतीय. बेहतर सिस्टम एकीकरण क्षमताएँ

लेमिनेटेड बसबारों का सबसे बड़ा लाभ उनका उच्च स्तर का एकीकरण है। पारंपरिक वायरिंग हार्नेस की तुलना में, बहु-परत संरचनाएं एक साथ कई पावर लूप, सिग्नल लूप और ग्राउंडिंग सिस्टम को एकीकृत कर सकती हैं, कनेक्शन नोड्स को कम कर सकती हैं और सिस्टम की विश्वसनीयता में सुधार कर सकती हैं।

 

उदाहरण के लिए:

पावर बैकप्लेन वितरित करने के लिए लेमिनेटेड बस बार्स का उपयोग सर्वर और औद्योगिक पावर सिस्टम में किया जा सकता है।

राउटर बैकप्लेन वितरण के लिए लेमिनेटेड बस बार्स संचार उपकरणों में आंतरिक बिजली आपूर्ति के लिए उपयुक्त हैं।

सेलुलर बेस स्टेशन बिजली वितरण के लिए लेमिनेटेड बस बार्स का व्यापक रूप से 5जी बेस स्टेशनों और संचार बिजली आपूर्ति में उपयोग किया जाता है।

जटिल केबलिंग वातावरण में, कॉम्प्लेक्स बसबार इंस्टॉलेशन के लिए लेमिनेटेड बसबार प्रभावी रूप से स्थान की आवश्यकताओं को कम करते हैं और इंस्टॉलेशन प्रक्रिया को सरल बनाते हैं।

 

चतुर्थ. संरचनात्मक स्थिरता और विरोधी-हस्तक्षेप क्षमता

बहु-परत संरचनाएं एक अधिक पूर्ण विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण लूप बना सकती हैं, जिससे सिस्टम की विरोधी-हस्तक्षेप क्षमता में सुधार होता है।

 

नई ऊर्जा वाहनों, इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम और रेल परिवहन के क्षेत्र में, मोटर नियंत्रक बसबार और सबवे लैमिनेटेड बसबार में उच्च ईएमसी प्रदर्शन आवश्यकताएं हैं। बहु-परत सममित संरचनाएं वर्तमान असंतुलन की समस्याओं को प्रभावी ढंग से कम कर सकती हैं और उपकरणों की दीर्घकालिक स्थिर संचालन क्षमता में सुधार कर सकती हैं।

 

रेल पारगमन और उच्च {{0} पावर ट्रैक्शन सिस्टम के लिए, ट्रेन पावर सप्लाई के लिए कंपोजिट बसबार चार {{1} क्वाड्रेंट पावर मॉड्यूल को गतिशील प्रभावों का सामना करने, उच्च तापमान का सामना करने और उच्च इन्सुलेशन प्रदर्शन बनाए रखने की भी आवश्यकता होती है।
 

 

जबकि उच्च स्तर के बसबार बेहतर प्रदर्शन प्रदान करते हैं, विनिर्माण जटिलता तदनुसार बढ़ जाती है।

 

दो से लेकर तीन परत वाले उत्पादों में अपेक्षाकृत परिपक्व प्रक्रियाएं, उच्च उपज दर और नियंत्रणीय प्रसंस्करण लागत होती है।

 

चार परत और उच्च उत्पाद तांबे की पन्नी की मोटाई नियंत्रण, इन्सुलेशन लेमिनेशन परिशुद्धता, गर्म दबाने की प्रक्रिया और सममित लेआउट पर उच्च मांग रखते हैं। यह आंशिक रूप से लेमिनेटेड बसबार जैसी विशेष संरचनाओं के लिए विशेष रूप से सच है, जिन्हें स्थानीय इन्सुलेशन और संचालन क्षेत्रों के प्रसंस्करण में अत्यधिक उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है।

 

इसके अलावा, बहु-परत संरचनाओं का अर्थ है:

कच्चे माल की खपत में वृद्धि;

अधिक जटिल लेमिनेशन प्रक्रियाएँ;

सख्त परीक्षण मानक;

लंबे समय तक उत्पादन चक्र.

 

इसलिए, सभी परियोजनाओं के लिए उच्च-स्तरीय परत समाधान आवश्यक रूप से उपयुक्त नहीं हैं।

 

 

100 किलोवाट से कम बिजली उत्पादन वाले छोटे से मध्यम बिजली उपकरणों के लिए, आमतौर पर दो से तीन परतें पर्याप्त होती हैं। इन परिदृश्यों में सामान्य ऊर्जा भंडारण प्रणाली, छोटे यूपीएस सिस्टम और निर्बाध विद्युत आपूर्ति (यूपीएस) सिस्टम बसबार जैसे बुनियादी अनुप्रयोग शामिल हैं।

 

मध्यम {{0} से - उच्च शक्ति प्रणालियों (100 किलोवाट से 500 किलोवाट) के लिए, 3 से 4 परत संरचना अधिष्ठापन प्रदर्शन, गर्मी लंपटता और विनिर्माण लागत को संतुलित करने के लिए अधिक उपयुक्त है।

 

500 किलोवाट से अधिक उच्च {{0} पावर सिस्टम, उच्च आवृत्ति SiC कन्वर्टर्स और बड़ी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए, कम प्रेरण, उच्च ईएमसी क्षमताओं और मजबूत गर्मी अपव्यय की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए 4 से 6 परत संरचना की आवश्यकता होती है।

 

उदाहरणों में शामिल हैं:

इलेक्ट्रिक कारों के लिए लैमिनेटेड बसबार;

उच्च वोल्टेज विस्फोट-प्रूफ इन्वर्टर बसबार

बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण पीसीएस सिस्टम;

उच्च -वोल्टेज आवृत्ति कन्वर्टर्स;

नई ऊर्जा वाहन मुख्य ड्राइव सिस्टम।

 

बहु-स्तरीय टोपोलॉजी जैसे जटिल सर्किट में, सममित वर्तमान पथ और स्थिर वर्तमान साझाकरण नियंत्रण प्राप्त करने के लिए तीन-स्तरीय इनवर्टर के लिए लेमिनेटेड बसबार के लिए अक्सर 3-5 परत संरचना की आवश्यकता होती है।

 

 

 

ग़लतफ़हमी 1: अधिक परतों का मतलब आवश्यक रूप से बेहतर प्रदर्शन है

वास्तव में, परतों की संख्या ही प्रदर्शन को प्रभावित करने वाला एकमात्र पैरामीटर है।

कॉपर बसबार की मोटाई, इन्सुलेशन सामग्री, सर्किट लेआउट, कंडक्टर रिक्ति, और प्रसंस्करण परिशुद्धता सभी सीधे अंतिम प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं।

परतों की संख्या आँख बंद करके बढ़ाने से न केवल लागत बढ़ती है बल्कि परजीवी मापदंडों में बदलाव के कारण उपकरण की स्थिरता भी प्रभावित हो सकती है।

 

ग़लतफ़हमी 2: निम्न स्तर वाले उत्पाद "निम्न स्तर वाले समाधान" होते हैं।

वास्तव में, कई छोटे और मध्यम बिजली उपकरणों के लिए, 2 से 3-परत संरचनाएं सबसे परिपक्व, स्थिर और लागत प्रभावी समाधान हैं।

एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया -तीन परत वाला लेमिनेटेड बसबार अधिकांश पारंपरिक औद्योगिक अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरी तरह से पूरा कर सकता है।

 

ग़लतफ़हमी 3: समान संख्या में परतों वाले उत्पादों का प्रदर्शन समान होता है

परतों की समान संख्या के साथ भी, विभिन्न डिज़ाइनों के बीच महत्वपूर्ण अंतर अभी भी मौजूद हो सकते हैं।

उदाहरण के लिए, तांबे की पन्नी की व्यवस्था, इन्सुलेशन सामग्री, गर्म दबाने की प्रक्रिया, और कंडक्टर समरूपता सभी सीधे बसबार के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं।

उच्च गुणवत्ता वाले तांबे के बसबारों का वास्तविक प्रदर्शन अक्सर सामान्य संरचना उत्पादों से कहीं बेहतर होता है।

 

 

 

SiC उपकरणों, उच्च आवृत्ति इन्वर्टर प्रौद्योगिकी और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के निरंतर विकास के साथ, लेमिनेटेड बसबार उच्च आवृत्तियों, उच्च एकीकरण और अधिक शोधन की ओर विकसित हो रहे हैं।

 

भविष्य में, सुपरकंप्यूटर सर्किट बोर्ड या बैकप्लेन के लिए लेमिनेटेड बस बार्स जैसे उच्च-स्तरीय इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्र उच्च घनत्व, लघुकरण और अनुकूलन की दिशा में बसबारों के विकास को आगे बढ़ाएंगे।

 

साथ ही, नई ऊर्जा वाहनों, बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स और संचार उपकरणों के लिए समर्पित बसबार डिज़ाइन अधिक खंडित हो जाएंगे, उद्योग केवल परतों की संख्या में वृद्धि करने के बजाय "अनुप्रयोग अनुकूलन" पर अधिक जोर देगा।

 

 

लेमिनेटेड बसबारों का मुख्य मूल्य "अधिक परतों" में नहीं है, बल्कि उपकरण आवश्यकताओं से सटीक रूप से मेल खाने की उनकी क्षमता में निहित है।

 

एक उचित परत डिज़ाइन को व्यापक रूप से विचार करना चाहिए:

उपकरण शक्ति;

आवृत्ति बदलना;

ईएमसी आवश्यकताएँ;

गर्मी अपव्यय क्षमता;

स्थापना स्थान;

विनिर्माण लागत;

दीर्घावधि परिचालन स्थिरता.

 

केवल वास्तविक अनुप्रयोग परिदृश्यों पर आधारित वैज्ञानिक डिज़ाइन के माध्यम से ही प्रदर्शन लाभ प्राप्त किया जा सकता हैलैमिनेटेड बस बार, निष्क्रिय इलेक्ट्रॉनिक घटकों को वास्तव में साकार किया जाता है, जिससे सिस्टम दक्षता, विश्वसनीयता और लागत के बीच इष्टतम संतुलन प्राप्त होता है।