Giải thích chi tiết về quy trình sản xuất thanh cái nhiều lớp: Phân tích dòng chảy chính từ thiết kế đến thử nghiệm

Với sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện sử dụng năng lượng mới, hệ thống lưu trữ năng lượng, vận tải đường sắt và thiết bị chuyển đổi tần số công nghiệp, thanh cái nhiều lớp đã trở thành thành phần kết nối quan trọng trong các hệ thống điện tử công suất cao-. So với các giải pháp kết nối cáp truyền thống, thanh cái nhiều lớp có những ưu điểm như độ tự cảm thấp, cấu trúc nhỏ gọn, khả năng mang dòng điện cao và hiệu suất lắp đặt cao, đồng thời được sử dụng rộng rãi trong các bộ biến tần, mô-đun IGBT, bộ pin và hệ thống phân phối điện áp cao.

 

Là thanh kết nối cấu trúc hỗn hợp nhiều lớp điển hình, hiệu suất của thanh cái nhiều lớp không chỉ phụ thuộc vào việc lựa chọn vật liệu mà còn phụ thuộc vào quy trình sản xuất. Bài viết này sẽ giới thiệu một cách có hệ thống các quy trình sản xuất chính và các điểm kiểm soát chính của thanh cái nhiều lớp.

 

 

 

Bước đầu tiên trong sản xuất thanh cái nhiều lớp là thiết kế sản phẩm. Các kỹ sư cần xác định số lớp dây dẫn, cấu trúc cách điện và kích thước tổng thể dựa trên điện áp hoạt động, định mức dòng điện, không gian lắp đặt và yêu cầu tương thích điện từ của thiết bị.

 

Đối với Thanh cái nhiều lớp dành cho Ô tô điện trong hệ thống truyền động phương tiện sử dụng năng lượng mới, thiết kế thường tập trung vào mật độ dòng điện, khả năng quản lý nhiệt và khả năng chống rung. Thanh cái nhiều lớp được sử dụng trong bộ chuyển đổi nguồn-cao dành cho các ứng dụng công nghiệp ưu tiên độ tự cảm ký sinh thấp và khả năng truyền dòng điện tần số- cao.

 

Cấu trúc-được thiết kế tốt có thể giảm tổn thất hệ thống một cách hiệu quả và cải thiện hiệu quả hoạt động tổng thể.

 

 

Vật liệu dẫn điện cho thanh cái nhiều lớp thường là đồng hoặc nhôm có độ tinh khiết cao-, trong đó đồng được sử dụng rộng rãi do tính dẫn điện tuyệt vời của nó.

 

Trước khi đưa vào quá trình sản xuất, vật liệu dẫn điện cần phải trải qua:

Kiểm tra thành phần nguyên liệu thô

Kiểm tra độ dẫn điện

Kiểm tra độ dày và kích thước

Kiểm tra tình trạng oxy hóa bề mặt

 

Vật liệu dẫn điện chất lượng cao-đảm bảo sự ổn định của các quy trình sản xuất tiếp theo và cải thiện độ dẫn điện cũng như độ bền cơ học của sản phẩm cuối cùng.

 

 

 

Lớp dây dẫn là thành phần cốt lõi của thanh cái nhiều lớp và độ chính xác xử lý của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của sản phẩm.

Các kỹ thuật xử lý phổ biến bao gồm:

 

Dập CNC chính xác

Cắt laze

uốn CNC

Khoan chính xác

hình thành

Đối với các thanh cái nhiều lớp tùy chỉnh dành cho sản phẩm IGBT, do không gian lắp đặt hạn chế nên các yêu cầu về dung sai kích thước và độ chính xác của vị trí lỗ thường nghiêm ngặt hơn.

 

Sau khi xử lý, bề mặt dây dẫn cần được làm sạch để loại bỏ dầu, lớp oxit và tạp chất để đảm bảo chất lượng cho các quá trình cán tiếp theo.

 

 

Chức năng chính của lớp cách điện là cách ly các lớp dây dẫn khác nhau, ngăn ngừa đoản mạch và giảm nhiễu điện từ.

Vật liệu cách nhiệt phổ biến bao gồm:

Màng polyester (PET)
Phim polyimide (PI)
Vật liệu tổng hợp nhựa Epoxy
Phim composite cách nhiệt đặc biệt

Đối với các ứng dụng-điện áp cao, chẳng hạn như Thanh cái biến tần chống cháy nổ{1}}điện áp cao, vật liệu cách điện không chỉ cần đặc tính điện môi tuyệt vời mà còn cần đáp ứng các yêu cầu về khả năng chịu nhiệt độ cao, khả năng chịu nhiệt ẩm và khả năng chống lão hóa lâu dài-.

 

Kiểm soát độ dày lớp cách nhiệt và kiểm soát độ phẳng bề mặt là những chỉ số chất lượng quan trọng cho quá trình này.

 

 

Quá trình cán màng là một trong những bước quan trọng nhất trong quá trình sản xuất thanh cái nhiều lớp.

Trong quá trình sản xuất, các lớp dây dẫn và lớp cách điện được xếp chồng lên nhau theo trình tự thiết kế và tạo thành một cấu trúc nguyên khối thông qua quá trình ép nóng hoặc ép nguội.

 

Các thông số điều khiển chính bao gồm:

Nhiệt độ cán
Áp lực
thời gian nắm giữ
Tốc độ làm mát

Ví dụ: trong quá trình sản xuất thanh cái nhiều lớp ba{0}}, độ bền liên kết giữa các lớp ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy lâu dài của sản phẩm.

 

Quy trình cán màng chất lượng cao-đảm bảo:

Không có bong bóng
Không có sự phân tách
Không cong vênh
Phân bố đồng đều vật liệu cách nhiệt

Do đó tạo thành một thanh cái được dát mỏng một phần hoặc cấu trúc được dát lớp hoàn toàn ổn định và đáng tin cậy.

 

 

 

Sau khi cán, cần gia công thứ cấp theo bản vẽ của khách hàng.

Các quy trình phổ biến bao gồm:

 

Cắt hình
Gia công lỗ lắp
Kết nối hàn
Lắp ráp đinh tán
Kết thúc điều trị

Thanh cái nhiều lớp được sử dụng trong các thiết bị phức tạp để lắp đặt thanh cái phức tạp thường yêu cầu gia công có hình dạng không đều để đáp ứng các yêu cầu lắp đặt đặc biệt.

 

Trong quá trình gia công, độ chính xác về kích thước và dung sai hình học phải được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo việc lắp ráp hệ thống tiếp theo diễn ra suôn sẻ.

 

 

Sau khi sản xuất sản phẩm, cần phải kiểm tra độ dẫn điện để xác minh khả năng truyền tải dòng điện của từng lớp dây dẫn.

 

Các mục kiểm tra chính bao gồm:

Kiểm tra điện trở DC
Kiểm tra liên tục
Kiểm tra điện trở tiếp xúc

Đối với các ứng dụng Thanh cái nhiều lớp IGBT, kết nối có điện trở-thấp giúp giảm tổn thất điện năng một cách hiệu quả và cải thiện hiệu suất hệ thống.

 

Kiểm tra tính liên tục có thể phát hiện kịp thời các vấn đề tiềm ẩn như mạch hở, kết nối lỏng hoặc hư hỏng dây dẫn.

 

 

Kiểm tra hiệu suất cách điện là một bước quan trọng trong việc đánh giá độ an toàn của thanh cái nhiều lớp.

 

Các mục kiểm tra phổ biến bao gồm:

Kiểm tra điện trở cách điện
Kiểm tra điện áp chịu được tần số nguồn
Kiểm tra điện áp chịu xung
Kiểm tra phóng điện cục bộ

 

Đặc biệt là trong Thanh cái nhiều lớp tàu điện ngầm được sử dụng trong vận tải đường sắt và trong thiết bị biến tần-điện áp cao, yêu cầu về độ tin cậy cách điện là cực kỳ cao.

 

Thông qua quá trình kiểm tra nghiêm ngặt, hiệu suất cách nhiệt ổn định có thể được đảm bảo trong quá trình hoạt động lâu dài.

 

 

Để cải thiện khả năng chống ăn mòn và tuổi thọ của sản phẩm, các thanh cái nhiều lớp thường được xử lý bề mặt.

 

Các quy trình phổ biến bao gồm:

mạ thiếc
Mạ bạc
Mạ niken
Xử lý lớp phủ chống oxy hóa

 

Xử lý bề mặt làm giảm hiệu quả điện trở tiếp xúc và tăng cường độ ổn định của sản phẩm trong môi trường có độ ẩm cao, phun muối nhiều và ô nhiễm công nghiệp.

 

Đối với các sản phẩm Thanh cái cảm ứng thấp nhiều lớp, việc xử lý bề mặt tuyệt vời có thể cải thiện hơn nữa hiệu suất truyền dòng điện tần số cao.

 

 

Với sự nâng cấp liên tục của công nghệ điện tử công suất, thanh cái nhiều lớp đang phát triển theo hướng tích hợp cao, mật độ năng lượng cao và thông minh.

 

Hiện nay chúng được sử dụng rộng rãi trong:

Hệ thống truyền động xe năng lượng mới
Bộ chuyển đổi lưu trữ năng lượng (PCS)
Biến tần quang điện
Bộ biến tần ba cấp
Thiết bị tự động hóa công nghiệp
Hệ thống vận chuyển đường sắt

 

Đặc biệt là trong các thiết bị điện tử công suất-hiệu suất cao chẳng hạn như Thanh cái nhiều lớp cho Bộ biến tần ba cấp-, thanh cái nhiều lớp đã trở thành thành phần chính để cải thiện hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống. Trong khi đó, giống như các thanh cái nhiều lớp điển hình, các linh kiện điện tử thụ động, trình độ thiết kế và sản xuất của chúng liên tục thúc đẩy sự phát triển của các công nghệ chuyển đổi năng lượng hiện đại.

 

 

 

Việc sản xuất củathanh cái nhiều lớplà một dự án kỹ thuật có hệ thống bao gồm vật liệu, gia công, thiết kế điện và kiểm soát chất lượng. Từ thiết kế kết cấu, xử lý dây dẫn và chuẩn bị lớp cách điện cho đến kiểm tra hiệu suất và cán mỏng, mỗi bước đều ảnh hưởng đến hiệu suất điện và tuổi thọ của sản phẩm cuối cùng. Với sự phát triển của ngành năng lượng mới, xe điện và các ngành sản xuất thiết bị-cao cấp, thanh cái nhiều lớp-hiệu suất cao sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong các hệ thống điện tử công suất trong tương lai.