叠层母排在合康高压变频器上的应用(2)

三、 叠层母排的其他优点

1、提高系统可靠性

传统母线因为考虑空间大小及载流情况，一般选用又厚又窄的铜排，不仅电阻大，散热差导致系统温升高，而且加工困难，安装繁琐。而使用叠层母排(如图5中新结构示意图)，其结构设计简洁清晰，整体化安装，便于装配和现场维护，提高生产装配速度及降低了装配出错率，从而降低整机装配的人工成本;其次结构设计集成度高，方便产品系列化和模块化，提高产品可靠性。

2、低阻抗，高容值，有效简化IGBT吸收电路

叠层母排采用的绝缘纸厚度相对较薄，介电常数K相对较高，所以叠层母排的电容相对较大，即相当于增加了系统电容;另外，叠层母排的物理结构特点也决定了它相对于传统母排具有均匀且高的分布电容、低的串联电感、低的系统阻抗的特性(如图6中方案1)，可以有效简化IGBT吸收电路。

3、使用更安全

局部放电是指绝缘内部产生的局部漏电现象，会导致系统绝缘快速老化，这将是高压变频器面临的一个严重的安全隐患。造成局部放电的原因有：一是大于等于直流1kV的高电压;二是不同电压等级间的内绝缘和铜板间有气隙。叠层母排的绝缘层和铜板间用胶粘剂热压后完全贴合，无任何气隙。出厂前进行100%局部放电率测试，绝缘寿命超过20年，在整个变频器使用过程中免维护，解决了变频器因长期运行而引发的安全隐患问题。

4、散热效果更佳

叠层母排较低的阻抗特性能够以更低的电压降实现高电流承载能力，加上较高的容值储存了更多的热能，所以叠层母排比传统母排更容易散热冷却，可以有效地降低系统温升。

此外叠层母排的扁平结构提供了更佳的散热效果，宽而薄的导体对系统中空气的流动十分有利。由于整体尺寸减少，系统散热的成本也随之减少。叠层母排不仅可以使系统结构更加紧凑，还可以通过圆滑设计改进热流动。

5、对抗恶劣环境

使用传统分离式母排，振动、盐雾、冰雪和粉尘环境会对母排造成安全威胁：长期振动可能造成分离式母排连接处松动解体，海上的潮气如果渗入绝缘体内将导致层间击穿，粉尘累积可能导致爬电击穿，冰雪天气可能使铜排受潮凝露，导致爬电击穿等。而使用叠层母排，高强度整体粘结保证长期不松动，同等电流下可以使铜排尽量减薄，用弹性补偿振动影响，全密闭结构防止潮气渗入，绝缘材料封装消除了爬电击穿的威胁，这些特点表明使用叠层母排可以整体提高系统对抗恶劣环境的能力。

四、 结束语

高压变频器运行时，IGBT工作在大电流的高频通断状态下，由于线路电感和器件寄生电感的存在，在IGBT关断时会产生电压尖峰施加在IGBT上，严重影响IGBT的工作状态，降低设备运行的可靠性。通过上述叠层母排的特点，叠层母排在合康高压变频器上的应用，可以有效地降低线路的分布电感，抑制尖峰电压，减小涡流热效应，大大简便设备装配及维护，对于改善变频器的整体系统性能，提高系统的可靠性十分有利。