प्रत्येक आधुनिक वॉशिंग मशीन इन्वर्टर, रेफ्रिजरेटर कंप्रेसर ड्राइव और इलेक्ट्रिक वाहन मोटर नियंत्रक के अंदर, एक शांत परिवर्तन हो रहा है। आईजीबीटी मॉड्यूल, डीसी बस कैपेसिटर और आउटपुट टर्मिनलों के बीच उच्च धारा ले जाने के लिए उपयोग किए जाने वाले बंडल वायर हार्नेस को एकल स्टैम्प्ड कॉपर बार - बसबार द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है। एक दशक या उससे अधिक समय तक चलने वाले उपकरणों में बिजली वितरण निर्दिष्ट करने वाले इंजीनियरों के लिए, बसबार और वायर हार्नेस के बीच विकल्प अब स्पष्ट नहीं है। यह मार्गदर्शिका इंजीनियरिंग ट्रेडऑफ़ के बारे में बताती है।
मुद्रांकित कॉपर बसबार क्या है?
बसबार एक कठोर धात्विक कंडक्टर होता है - आमतौर पर तांबा - स्टैम्प्ड या लेजर से {{2}एक सटीक आकार में काटा जाता है, संक्षारण प्रतिरोध के लिए चढ़ाया जाता है, और अक्सर एक इन्सुलेट परत के साथ लेपित होता है। यह एकल, पूर्व-आकार वाले हिस्से में बिजली घटकों के बीच उच्च धारा प्रवाहित करता है। वायर हार्नेस के विपरीत, जो कई अलग-अलग केबलों, टर्मिनलों और कनेक्टर्स का एक संयोजन है, बसबार एक टुकड़ा होता है।
घरेलू उपकरण इन्वर्टर ड्राइव में,घरेलू उपकरण बसबाररेक्टिफायर आउटपुट को डीसी लिंक कैपेसिटर से, कैपेसिटर को आईजीबीटी ब्रिज से और आईजीबीटी आउटपुट को मोटर टर्मिनल से कनेक्ट करें। ईवी मोटर नियंत्रकों में, लेमिनेटेड बसबार बैटरी पैक कॉन्टैक्टर, इन्वर्टर मॉड्यूल और करंट सेंसर को एक कॉम्पैक्ट, कम इंडक्शन स्टैक में जोड़ते हैं।
विद्युत प्रदर्शन: उच्च धारा पर बसबार क्यों जीतते हैं
बसबार का सबसे बुनियादी लाभ कम प्रेरकत्व है। एक वायर हार्नेस में महत्वपूर्ण लूप इंडक्शन - होता है जो आमतौर पर केबल रन के प्रति सेंटीमीटर 50-100 एनएच होता है। जब आईजीबीटी बंद हो जाता है, तो वह प्रेरकत्व एक वोल्टेज स्पाइक (V=L·di/dt) बनाता है जो अर्धचालक पर दबाव डाल सकता है। इसके विपरीत, एक मुद्रित तांबे की पट्टी में एक चौड़ा, सपाट क्रॉस अनुभाग होता है जो प्रतिरोध और लूप अधिष्ठापन दोनों को कम करता है। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया बसबार डीसी लिंक पर 5-15 एनएच का स्ट्रे इंडक्शन प्राप्त कर सकता है - जो समतुल्य केबलिंग की तुलना में 5-10 गुना सुधार है।
यह मायने रखता है क्योंकि:
- कम स्विचिंग वोल्टेज स्पाइक्सइसका मतलब है कि आईजीबीटी बिना व्युत्पन्न किए उच्च डीसी बस वोल्टेज पर चल सकता है, जिससे इन्वर्टर दक्षता में सुधार होगा।
- ईएमआई कम हुईतेज़ वर्तमान परिवर्तनों से, जो ईएमसी अनुपालन परीक्षण को आसान बनाता है।
- कम प्रतिरोधक हानिएक गोल तार बंडल की तुलना में एक सपाट तांबे की पट्टी के क्रॉस-सेक्शन में बेहतर धारा वितरण होता है, जिससे उच्च धाराओं पर I²R ताप कम हो जाता है।
500W - से ऊपर की मोटर ड्राइव के लिए, जो अधिकांश इनवर्टराइज्ड घरेलू उपकरणों, कंप्रेसर ड्राइव और ईवी ट्रैक्शन इनवर्टर - को कवर करती है, अकेले विद्युत लाभ अक्सर बसबार को उचित ठहराते हैं।
यांत्रिक विश्वसनीयता और कंपन
वायर हार्नेस पूर्वानुमानित कारणों से क्षेत्र में विफल हो जाते हैं: कंपन के तहत टर्मिनल ढीले हो जाते हैं, तेज किनारों के खिलाफ इन्सुलेशन टूट जाता है, और समाप्ति बिंदु पर व्यक्तिगत तारों की थकान होती है। एमोटर बसबारइनमें से अधिकांश विफलता मोड को समाप्त कर देता है क्योंकि यह एक कठोर, एक टुकड़ा घटक है जो सीधे पावर टर्मिनलों से जुड़ा होता है। बसबार के अंदर कोई क्रिम्प्ड कनेक्शन नहीं है - केवल जोड़ आईजीबीटी और कैपेसिटर के लिए बोल्ट किए गए इंटरफेस हैं, जो मानक टॉर्क - नियंत्रित फास्टनर हैं।
यह ऑटोमोटिव और आउटडोर उपकरण अनुप्रयोगों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जहां कंपन, तापमान चक्र और आर्द्रता गंभीर हैं। बसबार की इन्सुलेशन कोटिंग - आमतौर पर एक पीईटी पाउडर कोट, नायलॉन आस्तीन या एपॉक्सी राल - घर्षण के खिलाफ विद्युत अलगाव और यांत्रिक सुरक्षा दोनों प्रदान करती है।
लागत तुलना: टूलींग बनाम प्रति-आंशिक व्यय
बसबार का सबसे बड़ा नुकसान अग्रिम टूलींग लागत है। एक जटिल मुद्रांकित बसबार के लिए एक प्रगतिशील डाई की लागत ज्यामिति के आधार पर $3,000-$15,000 होती है, जबकि एक तार हार्नेस का उपकरण लगभग मुफ़्त होता है। हालाँकि, प्रति इकाई अर्थशास्त्र मात्रा के हिसाब से तेजी से बदलता है:
- तार साज़:सामग्री लागत (कॉपर केबल + टर्मिनल + कनेक्टर) और बंडलिंग, लेबलिंग और अंतिम असेंबली के लिए श्रम। श्रम का पैमाना सीधे मात्रा के साथ होता है।
- मुद्रांकित बसबार:उत्पादन अवधि के दौरान उच्च टूलींग का परिशोधन किया गया, लेकिन प्रति भाग लगभग शून्य श्रम। बार डाई प्रेस से बाहर आता है, लेपित होता है, और सीधे असेंबली में चला जाता है।
50,000 इकाइयों से अधिक की वार्षिक मात्रा पर, बसबार आमतौर पर प्रति यूनिट सस्ता होता है। इसके नीचे, वायर हार्नेस जीत सकता है - लेकिन इंजीनियरिंग टीमें विश्वसनीयता और असेंबली समय की बचत के लिए कम वॉल्यूम पर भी तेजी से बसबार चुन रही हैं।
बसबार डिज़ाइन करना: मुख्य पैरामीटर
यदि आप वायर हार्नेस से बसबार की ओर जा रहे हैं, तो जल्दी लॉक करने के लिए चार पैरामीटर हैं:
- वर्तमान रेटिंग और सतत वर्तमान:1.8 ए/मिमी² (प्राकृतिक संवहन) से 5 ए/मिमी² (बलित वायु) पर तांबा आवश्यक क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र निर्धारित करता है। एक 30A उपकरण इन्वर्टर को लगभग 20 मिमी² तांबे के क्रॉस-सेक्शन की आवश्यकता होती है।
- वोल्टेज और क्रीपेज दूरी:230V घरेलू उपकरणों के लिए, 4 मिमी क्रीपेज और 3 मिमी क्लीयरेंस विशिष्ट हैं। 400V ईवी सिस्टम के लिए, ये क्रमशः 8 मिमी और 5.5 मिमी तक बढ़ जाते हैं।
- बोल्ट छेद पैटर्न:आईजीबीटी मॉड्यूल और कैपेसिटर फ़ुटप्रिंट का सटीक मिलान करें। अधिकांश मानक 62 मिमी और इकोनोडुअल पैकेज में परिभाषित छेद पैटर्न होते हैं जिन्हें बसबार निर्माता संदर्भित कर सकते हैं।
- इन्सुलेशन सामग्री:130 डिग्री ऑपरेटिंग तापमान के लिए पीईटी पाउडर कोट, 180 डिग्री के लिए एपॉक्सी और 200 डिग्री + वातावरण के लिए पॉलीमाइड फिल्म। चुनाव इन्वर्टर के थर्मल डिज़ाइन पर निर्भर करता है।
निचले स्तर के मौजूदा अनुप्रयोगों के लिए, इंजीनियर कभी-कभी बसबार को इसके साथ जोड़ते हैंडाई{{0}इलेक्ट्रिकल इंसुलेशन शीट काटेंबसबार परतों के बीच, एक कॉम्पैक्ट लेमिनेटेड बसबार स्टैक को बिल्ट-इन आइसोलेशन के साथ तैयार करना।
वायर हार्नेस के साथ कब चिपकना है
बसबार हमेशा सही विकल्प नहीं होते हैं। एक तार हार्नेस तब भी जीतता है जब:
- डिज़ाइन अभी भी प्रोटोटाइप में है और वॉल्यूम 5,000 इकाइयों से कम है
- बिजली कनेक्शन एक बड़े घेरे में फैले हुए हैं और एक कठोर पट्टी को रूट करना मुश्किल होगा
- करंट इतना कम (10ए से कम) है कि बसबार इंडक्शन और प्रतिरोध लाभ अप्रासंगिक हैं
- उत्पाद को सेवाक्षमता के लिए फ़ील्ड {{0}बदली जाने योग्य केबलिंग की आवश्यकता है
इन मामलों के लिए, एक हाइब्रिड दृष्टिकोण अच्छी तरह से काम करता है: उच्च {{0}वर्तमान डीसी लिंक के लिए एक बसबार और कम -}वर्तमान नियंत्रण और सिग्नल कनेक्शन के लिए एक तार हार्नेस का उपयोग करें। कई आधुनिक इन्वर्टर डिज़ाइन में पावर स्टेज पर स्टैम्प्ड बसबार और फ्लेक्सिबल दोनों का संयोजन होता हैपांचवें वेतन आयोगया गेट ड्राइव सिग्नल के लिए तार हार्नेस।
गुणवत्ता और प्रमाणन संबंधी विचार
विनियमित बाजारों के लिए बसबारों की सोर्सिंग करते समय, दस्तावेजित IATF 16949 (ऑटोमोटिव), UL 94 V-0 (ज्वलनशीलता) और RoHS अनुपालन वाले निर्माताओं की तलाश करें। बसबार की परत - आमतौर पर तांबे के ऊपर टिन या निकल - की नमक-स्प्रे परीक्षण रिपोर्ट होनी चाहिए। चिकित्सा और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए, आईईसी 60664-1 मानक के अनुसार आयामी निरीक्षण रिपोर्ट और इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण का अनुरोध करें।
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