مدونة الجودة / المكثفات
تدرجات التبريد المائي في التصوير بالرنين المغناطيسي: تحسين تصميم المكثف
تحتوي خزانة التبريد المائي ذات التدرج الحراري 3T على 800 واط/لتر في لوحة تبريد واحدة، لذا فإن المكثف الأخير في صف مستقيم يسخن بدرجة حرارة أعلى بمقدار 20-25 درجة مئوية من المكثف الأول. يقدم هذا الدليل معادلات التدفق والفقد، بالإضافة إلى ست استراتيجيات تصميم تقلل من النقاط الساخنة من 92 درجة مئوية إلى 48 درجة مئوية.
تدرجات التبريد المائي في التصوير بالرنين المغناطيسي: تحسين تصميم المكثف
إجابة هندسية
حافظ على درجة حرارة كل نقطة ساخنة في مكثفات وصلة التيار المستمر أقل من 85 درجة مئوية، واعتبر تدفق سائل التبريد موردًا مشتركًا. تحتوي خزانة التبريد المائي ذات التدرج الحراري 3T على 800 واط/لتر في لوحتها الباردة، ويعمل صف مستقيم من المكثفات بدرجة حرارة أعلى بمقدار 20-25 درجة مئوية عند مخرجها مقارنةً بمدخلها. يؤدي رفع سرعة التدفق الداخل من 0.3 متر/ثانية إلى 0.6 متر/ثانية إلى رفع قيمة رينولدز من 3,200 إلى 6,400، مما يقلل هذا الفارق إلى 6 درجات مئوية.
- قم بترتيب صف المكثفات بشكل متداخل في تخطيط قناة S
- حافظ على رقم رينولدز أعلى من 5,000 عند كل فرع من فروع القناة
- اترك مسافة لا تقل عن 60 مم بين المكثف ووحدة كربيد السيليكون
- قم بتركيب أجزاء من الفئة الأولى N4700 ذات معامل فقد أقل من 0.1% عند تردد 100 كيلو هرتز
- صمم وفقًا لدرجة حرارة السائل الخارج، وليس متوسط درجة الحرارة
الملخص
تُقلل خزائن التبريد المائي المتدرج من فقد الطاقة بالكيلوواط في أحجام صغيرة، لذا فإن موضع المكثفات يُحدد درجة حرارة النقاط الساخنة، وبالتالي عمر الخدمة. تُقدم هذه المقالة معادلات التدفق، ورسم خرائط الفقد إلى النقاط الساخنة، وتغذية التفريغ الجزئي الراجعة التي تحد من العمر. ثم تُعدد ست استراتيجيات للتصميم. وقد أدى تحديثان لخزائن 3T و7T إلى خفض درجة حرارة النقاط الساخنة من 92 درجة مئوية إلى 48 درجة مئوية ومن 102 درجة مئوية إلى 65 درجة مئوية، ورفع متوسط الوقت بين الأعطال إلى أكثر من 15,000 ساعة.
1. مقدمة
تصل كثافة الطاقة في خزانة التدرج المبردة بالماء في جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي 3T أو 7T إلى 800 واط/لتر. وتوجد وحدات SiC ومكثفات DC-Link وثنائيات التحرر ومقاومات استشعار التيار جميعها على لوحة تبريد واحدة.
تربط هذه اللوحة المشتركة الأجزاء ببعضها. وتحدد درجة حرارة البقعة الساخنة وتيار التموج عمر المجموعة بأكملها. يعامل التصميم التقليدي كل مكثف كجسم ذي درجة حرارة موحدة، وهذا الافتراض يخفي المشكلة.
تُقاس النقاط الساخنة على صف مكثف مستقيم بدرجات حرارة أعلى من المتوسط بمقدار 15 إلى 25 درجة مئوية. ويؤدي هذا الارتفاع إلى ثلاثة أعطال متسلسلة: ارتفاعات في التفريغ الجزئي، وانحرافات في السعة، وانتفاخ غلاف الإيبوكسي.
تقسم هذه المقالة عملية الربط إلى ثلاثة أجزاء: تدفق السوائل، وفقدان المكثفات، وتقادم العازل. ثم تقدم ست استراتيجيات للتصميم، والبيانات التي تدعمها، ونتيجتين للتحديث.
2. الآلية الأساسية
2.1 يحدد نظام التدفق معامل انتقال الحرارة
يتبع تدفق سائل التبريد داخل اللوحة الباردة رقم رينولدز:
Re = ρ · v · D_h / μ
حيث ρ هي كثافة سائل التبريد، و v هي سرعة التدفق، و D_h هو القطر الهيدروليكي، و μ هي اللزوجة الديناميكية.
يُستنتج معامل انتقال الحرارة بالحمل الحراري من رقم نوسلت:
h = Nu · k / D_h
حيث Nu هو رقم نوسلت، و k هي الموصلية الحرارية للمبرد، و D_h هو القطر الهيدروليكي.
عند تجاوز عدد رينولدز 4000، يصبح التدفق مضطربًا وتصل قيمة معامل انتقال الحرارة (h) إلى ما بين 8,000 و12,000 واط/(م²·ك). أما عند انخفاض عدد رينولدز عن 2300، فيبقى التدفق انسيابيًا وتنخفض قيمة معامل انتقال الحرارة (h) إلى ما بين 1,500 و2,500 واط/(م²·ك). وهذا يُمثل فرقًا يتراوح بين 3 و5 أضعاف في المسار الذي يُزيل حرارة المكثف.
في خزانة 3T عند سرعة دخول تبلغ 0.3 م/ث، يبلغ عدد رينولدز حوالي 3,200، وهو ما يقع ضمن نطاق الانتقال. عندئذٍ، ترتفع درجة حرارة مكثف القسم النهائي بمقدار 18 درجة مئوية عن القسم الأمامي. عند رفع السرعة إلى 0.6 م/ث، يصل عدد رينولدز إلى 6,400، أي في حالة اضطراب كامل، وتنخفض الفجوة إلى 6 درجات مئوية.
2.2 يرتبط فقد المكثف بدرجة حرارة البقعة الساخنة
من السهل حساب الفقد العازل في المكثف:
P_loss = I_ripple(rms)² · ESR
حيث P_loss هي الطاقة المبددة بالواط، و I_ripple(rms) هو تيار التموج الفعال، و ESR هي المقاومة التسلسلية المكافئة.
ثم ينتقل هذا الفقد عبر مقاومتين حراريتين:
ΔT_hot = P_loss · (R_th_cond + 1/(h · A))
حيث ΔT_hot هو ارتفاع البقعة الساخنة فوق المبرد، وR_th_cond هو مسار التوصيل من العازل إلى اللوحة الأساسية، وh هو معامل الحمل الحراري، وA هي المنطقة المبردة.
لنفترض مكثفًا واحدًا من نوع N4700 بسعة 20 نانوفاراد وجهد 15 كيلوفولت في خزانة 3T. مع تيار تموج (قيمة جذر متوسط المربعات) يساوي 85 أمبير ومقاومة مكافئة متسلسلة تساوي 8 ملي أوم، وفقد طاقة يساوي 58 واط. مع معامل انتقال حراري يساوي 8,000 واط/(م²·ك) ومساحة سطح تساوي 0.004 م²، فإن فرق درجة الحرارة الساخنة (ΔT_hot) يبلغ حوالي 22 درجة مئوية، وهو أقل بكثير من الحد المسموح به وهو 85 درجة مئوية.
استبدل القطعة بأخرى من الفئة الثانية Y5V أو X7R، وستتغير الأرقام. ستؤدي مقاومتها الداخلية المكافئة (ESR) إلى زيادة فقد الطاقة (P_loss) إلى أكثر من 1,200 واط، وستتجاوز درجة حرارة البقعة الساخنة 110 درجة مئوية، وهي أعلى من درجة حرارة التحول الزجاجي للإيبوكسي. عندها سينتفخ الغلاف وتنهار المادة العازلة.
2.3 يؤدي التفريغ الجزئي إلى إغلاق الدائرة
تؤدي النقاط الساخنة إلى حدوث تفريغ جزئي. فمقابل كل 10 درجات مئوية إضافية في درجة حرارة النقاط الساخنة، يرتفع معدل حدوث التفريغ الجزئي بمقدار 2.5 مرة تقريبًا.
تقوم شركة HVC بفحص مكونات N4700 الطبية لضمان انخفاض التفريغ الكهربائي إلى أقل من أو يساوي 5 بيكو كولوم عند جهد يعادل 1.5 ضعف الجهد المقنن. تحافظ هذه المكونات على التفريغ الكهربائي أقل من 5 بيكو كولوم حتى في بقعة ساخنة تصل درجة حرارتها إلى 105 درجة مئوية. ومن ثم، يحدد نموذج أرهينيوس عمر المكونات عند هذه الدرجة من الحرارة.
L = L_0 · exp[(E_a/k) · (1/T_ref − 1/T_hot)]
حيث L هو العمر المقدر، L_0 هو العمر المرجعي، E_a هي طاقة التنشيط (0.8 إلكترون فولت لهذا العازل)، k هو ثابت بولتزمان، T_ref هي درجة الحرارة المرجعية بالكلفن، و T_hot هي درجة حرارة البقعة الساخنة بالكلفن.
عند درجة حرارة مرجعية (T_ref) تساوي 358 كلفن ودرجة حرارة ساخنة (T_hot) تساوي 378 كلفن، يتجاوز العمر الافتراضي المُقدّر 120,000 ساعة. يؤدي كل حدث تفريغ جزئي إلى تناثر مادة القطب الكهربائي وإطلاق الأوزون وأكاسيد النيتروجين التي تهاجم سطح الإيبوكسي. وبالتالي، تنخفض مقاومة العزل بنسبة تتراوح بين 10% و20%.
الشكل 1 - يترك صف مستقيم المكثف الأخير في سائل درجة حرارته 38 درجة مئوية عند نقطة ساخنة درجة حرارتها 92 درجة مئوية؛ قناة على شكل حرف S بسرعة 0.6 م/ث وعازل من الفئة الأولى يرفعان درجة حرارته إلى 48 درجة مئوية.
3. نقاط الضعف الهندسية
المشكلة الأولى: المناطق الميتة في قنوات التدفق تخلق بؤرًا ساخنة محلية
تُرتب معظم الخزائن المكثفات في صف مستقيم واحد. ترتفع درجة حرارة سائل التبريد من 8 إلى 12 درجة مئوية على طول هذا الصف، لذا فإن المكثف الأخير يعمل بدرجة حرارة أعلى من المكثف الأول بمقدار 20 إلى 25 درجة مئوية. وقد أظهرت خزانة 7T معدل انتفاخ أعلى بأربع مرات عند طرف المخرج. يُبلغ عن هذا النمط على أنه عيب في المكثف، بينما يكمن السبب الحقيقي في القناة.
يميل المصممون أيضًا إلى تصميم القناة كأنبوب واحد، مما يخفي مناطق الدوامات عند كل منعطف وتغيير في المساحة.
المشكلة الثانية: التداخل الحراري بين المكثف ووحدة كربيد السيليكون
عند تقريب مكثف من وحدة SiC لمسافة 30 مم، تنتقل حرارة الوصلة إلى قاعدة المكثف عبر التوصيل الكهربائي والإشعاع في النحاس، مما يرفع درجة حرارة البقعة الساخنة للمكثف من 8 إلى 15 درجة مئوية. وقد سُجلت درجة حرارة 102 درجة مئوية في نظام 3T مع ضغط المكثف على وحدة SiC، وهي أعلى بكثير من الحد التصميمي البالغ 85 درجة مئوية. وتتجاوز درجة حرارة وصلات SiC 125 درجة مئوية في ظل تسلسلات EPI عالية الأداء، لذا فإن تدفق الإشعاع ليس ضئيلاً.
المشكلة الثالثة: تم إغفال فرق ضغط الماء بين المدخل والمخرج في التصميم
درجة حرارة الماء الداخل 25 درجة مئوية ودرجة حرارة الماء الخارج 38 درجة مئوية تعطي متوسطًا قدره 31.5 درجة مئوية. تم تصميم مكثفات خزانة 3T بناءً على هذا المتوسط، مع تجاهل وجود المكثف الأخير في سائل درجة حرارته 38 درجة مئوية. وقد بلغت درجة حرارة البقعة الساخنة المقاسة 12 درجة مئوية أعلى من درجة حرارة المحاكاة. استخدم درجة حرارة الماء الخارج كشرط حدودي، ثم احسب سرعة التدفق ومعدل التدفق عكسيًا.
المشكلة الرابعة: ارتفاع المقاومة الحرارية للواجهة بشكل مفرط
يؤدي عدم استواء السطح بين قاعدة النحاس واللوحة الباردة، والذي يزيد عن 50 ميكرومتر، إلى زيادة مقاومة التلامس إلى 0.05 درجة مئوية/واط، مما يرفع درجة الحرارة بمقدار 10 إلى 15 درجة مئوية. استخدم أحد العملاء معجونًا حراريًا ولاحظ جفافه أثناء الاستخدام، فارتفعت مقاومته من 0.01 درجة مئوية/واط إلى 0.08 درجة مئوية/واط، وانخفض عمر المكثف بنسبة 40%. تتحمل وصلات اللحام دورات التبريد والتسخين بشكل أفضل، ولكن يتطلب ذلك تحكمًا أدق في عملية التصنيع.
4. خطوات التصميم
الاستراتيجية 1: تحسين قناة التدفق باستخدام ديناميكا الموائع الحسابية
رتب مكثفات ناقل البيانات في تخطيط قناة S متداخلة. هذا يقلل فرق درجة الحرارة بين رأس المكثف ونهايته من 20 درجة مئوية إلى 5 درجات مئوية. يقوم مهندسو تطبيقات أنظمة التبريد والتكييف بتشغيل محاكاة ديناميكا الموائع الحسابية على مستوى الخزانة في برنامج STAR-CCM+ ويقدمون خريطة النقاط الساخنة المتوقعة لكل موضع مكثف.
قم بربط أربعة مجالات في النموذج: الكهرومغناطيسي، والحراري، والمائع، والكهربائي. قم بحل توزيع تيار التموج أولاً، ثم فقد العزل الكهربائي، ثم أدخل كليهما في حل التدفق.
الاستراتيجية الثانية: استبدال السيراميك من الفئة الثانية بأجزاء N4700
مكثف 20 نانو فاراد/15 كيلو فولت طرفية لولبية أدى استخدام مكثف N4700 إلى خفض نسبة التأخير من 2% إلى 0.1% وخفض فقد الطاقة بنسبة 95%. بعد هذا التحديث، انخفضت درجة حرارة البقعة الساخنة للمكثف في خزانة 3T من 92 درجة مئوية إلى 48 درجة مئوية، وارتفع متوسط الوقت بين الأعطال من 8,500 ساعة إلى 22,000 ساعة.
معامل درجة الحرارة N4700 البالغ −750 ± 120 جزء في المليون/درجة مئوية قابل للتنبؤ، مما يسمح للمحاكاة بتتبع السعة خلال دورة التسخين.
الاستراتيجية الثالثة: فصل المكثف عن مصدر الحرارة
حافظ على مسافة 60 مم أو أكثر بين المكثف ووحدة كربيد السيليكون. أدى تغيير هذه المسافة من 25 مم إلى 70 مم في خزانة 3T إلى خفض درجة حرارة المكثف بمقدار 14 درجة مئوية.
املأ الفجوة بمادة عازلة حرارية. اختر مادة ذات موصلية حرارية تبلغ 3 واط/(متر·كلفن) أو أفضل، وبطبقة لا يزيد سمكها عن 0.2 مم، وإلا ستضيف المادة العازلة مقاومتها الخاصة.
الاستراتيجية الرابعة: توزيع التيار باستخدام مقاومة متسلسلة في كل فرع
أدخل ملف HVRGHP من 0.1 إلى 1 أوم مقاومة في كل فرع مكثف متوازي. يبقى انحراف تقاسم التيار في حدود ±8%، وينخفض الحمل الحراري على أي مكثف منفرد بنسبة 50%.
تستخدم مكونات HVRGHP بنية غير حثية ذات طبقة سميكة، مع حث مكافئ متسلسل (ESL) أقل من 50 نانو هنري، وقدرة نبضية تساوي عشرة أضعاف القدرة المستمرة. بالنسبة للمحاثات المشتركة، استخدم نوى من مسحوق الحديد أو نوى غير متبلورة مع انحراف حثي أقل من 5% عند الانحياز المستمر.
الاستراتيجية الخامسة: تقليل الحرارة الناتجة عن الاستعادة العكسية في مسار الدوران الحر
قم بتركيب ثنائي استعادة سريع HVD مع زمن استعادة عكسية (trr) أقل من 50 نانوثانية في مسار التحرر. يقلل الاستعادة السلسة من ذروة تيار الاستعادة العكسية بنسبة 30%، ويقلل من التموج الثانوي الذي يصل إلى مكثف الناقل. تنخفض درجة حرارة البقعة الساخنة بمقدار 5 إلى 8 درجات مئوية إضافية.
كما أن انخفاض الجهد الأمامي لهذه الأجزاء، Vf أقل من 1.5 فولت عند التيار المقنن، يقلل أيضًا من فقد التوصيل في نفس الحلقة.
الاستراتيجية السادسة: فحص كل جزء للتأكد من اتساق PD وDF
أدخل قيمة التفريغ الجزئي (PD) ≤ 5 بيكو كولوم عند 1.5 ضعف الجهد المقنن، بالإضافة إلى خريطة توزيع التفريغ الجزئي (DF) لكل دفعة، في أمر الشراء. تتضمن تقارير مصنع HVC قيمة التفريغ الجزئي المقاسة، ومقاومة العزل، ومنحنى طيف التفريغ الجزئي لكل مكثف، بحيث يتم تحميلها مباشرةً في قاعدة بيانات الموثوقية.
تصبح مجموعة البيانات هذه بمثابة الأساس للصيانة التنبؤية، وهي تكتشف أي دفعة منحرفة قبل وصولها إلى الخزانة.
| معلمة المكون | القيمة النموذجية | شرط الاختبار |
|---|---|---|
| الجهد المقنن (سلسلة HVCT8G) | 10 كيلو فولت العاصمة | جهد عالي 1.5× لمدة 60 ثانية |
| مواسعة | 4700 بيكوفاراد ±20% (472 ميجا) | 1 ميجاهرتز، 1 فولت RMS |
| المقاومة المكافئة التسلسلية عند 1 ميجاهرتز | أقل من 50 ملي أوم | - |
| محاثة الحلقة (وتر E40) | أقل من 8 نانوهيدروجين | تباعد طرفي 40 مم |
| مقاومة العزل | أعلى من 10 جيجا أوم عند 500 فولت تيار مستمر | 25 درجة مئوية، 60% رطوبة نسبية |
| نطاق درجة حرارة | 40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية | سلسلة IEC 60068-2 |
| قدرة نبض dv/dt | أعلى من 50 كيلو فولت/ميكروثانية | عند الجهد المقدر |
5. مكثفات HVC لخزائن التبريد المائي المتدرج
تتأثر درجة حرارة النقاط الساخنة بالفقد، ويتأثر الفقد بدوره بمعامل الفقد (DF) والمقاومة المكافئة التسلسلية (ESR). لا يمكن للتصميم إزالة الحرارة إلا بعد توليدها، لذا يجب أن يبدأ المكثف بفقد منخفض وسعة مستقرة. تُبنى الدوائر الإلكترونية بتقنية HVC. N4700 مكثفات من الفئة الأولى لهذا الغرض، من مصنع مملوك بمساحة 6,000 متر مربع في دونغقوان.
ستة معايير مهمة هنا
- نسبة التبديد أقل من 0.1% عند 100 كيلوهرتز. يبقى الفقد في نطاق التموج منخفضًا، لذا فإن تيار 85 أمبير RMS لجزء 20 نانوفاراد/15 كيلو فولت ينتج حوالي 58 واط مقابل 1,200 واط التي يبددها سيراميك من الفئة الثانية.
- TCC بقيمة −750 ± 120 جزء في المليون/درجة مئوية. تبقى السعة قابلة للتنبؤ عبر نطاق درجة حرارة سائل التبريد، لذا فإن المحاكاة تتبع الجزء الحقيقي.
- مقاومة ESR قريبة من 8 ملي أوم عند 1 ميجاهرتز. يبقى حد الفقد في P_loss صغيرًا، وتبقى حلقة التفريغ سريعة في نفس الوقت.
- انخفاض التفريغ الكهربائي إلى أقل من 5 بيكو كولوم عند 1.5 ضعف الجهد المقنن. يحافظ الفحص في المصنع على هذا الرقم حتى في نقطة ساخنة تبلغ درجة حرارتها 105 درجة مئوية، وهي النقطة التي يتم فيها استهلاك هامش التصميم.
- أجزاء متناسقة. ثنائيات التقويم والاستعادة السريعة، ومقاومات HVRGHP المشتركة، و HVR-BSP المقاومات ذات الأغشية السميكة تأتي من نفس الخط، لذا فإن قائمة المواد الواحدة تغطي مسارات التخميد وأخذ العينات والتشغيل الحر.
- راجع العلامات التجارية الرائدة. تتوافق أجزاء نظام التبريد والتكييف مع المعايير الكهربائية والحرارية لـ فيشاي 715C و 660Rسلسلة Murata DHR/DHS و AVX HP/HK. تشمل خيارات التوصيل نوع البرغي HVCT8G والمحوري HVCT9G، مع طلاء النيكل أو القصدير على قاعدة النحاس.
التوصيل والدعم
يتم شحن القطع القياسية خلال 4-8 أسابيع، ومجموعات التخميد المصممة حسب الطلب خلال 6-10 أسابيع. يدعم قسم هندسة تطبيقات HVC المحاكاة المشتركة باستخدام ديناميكيات الموائع الحسابية، وطوبولوجيا قنوات التدفق، وتحديد مواقع المكثفات، والتحقق من التوافق الكهرومغناطيسي على مستوى النظام.
أرسل كثافة الطاقة للخزانة، ودرجات حرارة مدخل ومخرج سائل التبريد، ومعدل التدفق، وتيار التموج لكل فرع. سترسل لك شركة HVC رسمًا تخطيطيًا للموقع مع درجات حرارة النقاط الساخنة المتوقعة، وأرقام القطع، ومجموعة تقييم مكونة من عينتين في غضون خمسة أيام عمل.
6. أسئلة مكررة
س1: لماذا يسخن المكثف الأخير في الصف أكثر من المكثف الأول؟
لأن سائل التبريد يمتص الحرارة على طول القناة. يدخل الماء بدرجة حرارة 25 درجة مئوية ويخرج بدرجة حرارة 38 درجة مئوية، لذا فإن المكثف النهائي يكون مغمورًا في سائل أدفأ بمقدار 13 درجة مئوية. وقد سجلت خزانة 3T بحجم متوسط 31.5 درجة مئوية بقعة ساخنة أعلى بمقدار 12 درجة مئوية من درجة حرارة المحاكاة. استخدم درجة حرارة المخرج كشرط حدودي، وقم بترتيب الصفوف بشكل متداخل.
س2: ما هو رقم رينولدز الذي يجب أن تعمل عنده الصفيحة الباردة؟
فوق 5,000. يُعطي التدفق المضطرب قيمة h تتراوح بين 8,000 و12,000 واط/(م²·ك)، مقابل 1,500 إلى 2,500 واط/(م²·ك) في نطاق التدفق الصفائحي. في خزانة 3T، أدى رفع سرعة الدخول من 0.3 م/ث إلى 0.6 م/ث إلى رفع عدد رينولدز من 3,200 إلى 6,400، وخفض فرق درجة الحرارة بين رأس ونهاية الخزانة من 18 درجة مئوية إلى 6 درجات مئوية.
س3: ما مقدار المسافة التي يحتاجها المكثف من وحدة SiC؟
٦٠ مم أو أكثر. عند مسافة أقل من ٣٠ مم، تُضيف التوصيلية عبر النحاس والإشعاع من الوصلة ما بين ٨ و ١٥ درجة مئوية إلى درجة حرارة البقعة الساخنة للمكثف. وقد سُجّلت درجة حرارة ١٠٢ درجة مئوية في أحد أنظمة 3T عندما كانت الأجزاء متلامسة، ثم انخفضت إلى ٦٥ درجة مئوية بعد أن وصلت المسافة إلى ٧٠ مم.
س4: هل يمكن استخدام معجون حراري كبديل لوصلة اللحام؟
غير مناسب للاستخدام طويل الأمد. تبدأ درجة حرارة الشحم عند حوالي 0.01 درجة مئوية/واط وتجف أثناء الاستخدام، لترتفع إلى 0.08 درجة مئوية/واط مع انخفاض عمر الجهاز بنسبة 40%. تحافظ وصلة اللحام على مقاومتها خلال دورات التغير الحراري، وتتطلب تحكمًا أدق في عملية اللحام. في كلتا الحالتين، يجب الحفاظ على استواء السطح أقل من 50 ميكرومتر.
س5: كيف يمكنني تقليل فقد المكثف في فرع ذي تموجات عالية؟
الانتقال من مادة سيراميك من الفئة الثانية إلى مادة عازلة من الفئة الأولى مثل N4700. ينخفض معامل التشتت من حوالي 2% إلى 0.1%، وينخفض فقد الطاقة بنسبة 95%. في خزانة واحدة بسعة 3 تسلا، أدى هذا التغيير إلى خفض درجة حرارة البقعة الساخنة من 92 درجة مئوية إلى 48 درجة مئوية، ومتوسط الوقت بين الأعطال من 8,500 ساعة إلى 22,000 ساعة.
س6: ما هي الأدلة التي يجب أن أطلبها قبل شحن الدفعة؟
تتضمن تقارير HVC قيم التفريغ الجزئي لكل وحدة عند 1.5 ضعف الجهد المقنن، ومقاومة العزل، وخريطة توزيع التفريغ الجزئي لكل دفعة. كما تتضمن منحنى طيف التفريغ الجزئي لكل مكثف، بحيث يتم تحميل البيانات في قاعدة بيانات موثوقية، وتظهر أي دفعة منحرفة قبل دخولها إلى الخزانة.
7. المراجع
- IEC 60601-1:2005+AMD1:2012, المعدات الكهربائية الطبية - الجزء 1: المتطلبات العامة للسلامة الأساسية والأداء الأساسيجنيف: اللجنة الكهروتقنية الدولية، 2012.
- IEC 60601-2-54 ، المعدات الكهربائية الطبية - الجزء 2-54: متطلبات خاصة للسلامة الأساسية والأداء الأساسي لمعدات الأشعة السينية المستخدمة في التصوير الشعاعي والتنظير الإشعاعيجنيف: اللجنة الكهروتقنية الدولية، 2018.
- إيك 60384-8، المكثفات الثابتة للاستخدام في المعدات الإلكترونية - الجزء 8: المكثفات الثابتة ذات العازل الخزفي، الفئة 1جنيف: اللجنة الكهروتقنية الدولية، 2015.
- إيك 60270، تقنيات اختبار الجهد العالي - قياسات التفريغ الجزئيجنيف: اللجنة الكهروتقنية الدولية، 2015.
- إريكسون، آر دبليو، وماكسيموفيتش، د. أساسيات إلكترونيات القدرة، الطبعة الثالثة. تشام: سبرينغر، 2020.
- موهان، ن.، أنديلاند، ت.م.، وروبنز، و.ب. إلكترونيات الطاقة: المحولات والتطبيقات والتصميم، الطبعة الثالثة. هوبوكين، نيوجيرسي: وايلي، 2003.
- ب. وانغ، ج. مينغ، وب. تشاو، مراقبة حالة تقادم مكثفات الألومنيوم الإلكتروليتية في محركات السرعة المتغيرة، مجلة IEEE للمعاملات في إلكترونيات الطاقة، المجلد 37، العدد 4، الصفحات 4564-4574، 2022. https://doi.org/10.1109/tpel.2021.3121813
- هـ. وانغ وف. بلايبيرغ، موثوقية المكثفات لتطبيقات وصلة التيار المستمر في محولات إلكترونيات الطاقة - نظرة عامة، مجلة IEEE للمعاملات في التطبيقات الصناعية، المجلد 50، العدد 5، الصفحات 3569-3578، 2014. https://doi.org/10.1109/tia.2014.2308357
- اعتبارات التطبيق للمكثفات الخزفية متعددة الطبقات ذات الجهد العالي المصنوعة من مادة BME، KEMET Electronics (CARTS International 2012 Proceedings), https://www.mouser.jp/pdfdocs/2012CARTS-ApplicationConsiderationsHighVoltBME-X7RCeramicCapacitors.pdf .
- غيغابايت / تي 17702-2021، 电力电子电容器 (المكثفات لإلكترونيات الطاقة). بكين: 国家市场监督管理总局، 2021.
- فريق هندسة تطبيقات HVC، الجهد العالي السيراميك المكثفات الموارد الفنيةhttps://www.hv-caps.com
أرسل الجهد، والسعة، والتردد، ورسم التركيب، والكمية. ستقوم شركة HVC بترشيح قطعة من فئة N4700 مع بيانات فحص التفريغ الجزئي وتقارير عمر افتراضي لمدة 1000 ساعة خلال 48 ساعة.
إرسال قائمة المواد / طلب عرض أسعار فني →منتجات HVC ذات الصلة
ارتفاع بدء تشغيل تدرج التصوير بالرنين المغناطيسي: مكثفات امتصاص وصلة التيار المستمر
القادم →وصلة التيار المستمر لتدرج التصوير بالرنين المغناطيسي: الرنين الذاتي للمكثف المطابق