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Die Kunst der optimierten Leistungs- und Signalvernetzung : Ausgabe 08/2018, 08.05.2018

Mehr Zuverlässigkeit, tiefere Systemkosten

Umrichterhersteller, Systemintegratoren und Ingenieure für Leistungselektronik suchen stets nach Lösungen zur Grössenreduktion von Geräten und Optimierung von Vernetzungen. Stromschienen von Mersen, sogenannte Busbars, sind eine interessante Alternative bei der Vernetzung von Leistungs- und Signalstromkreisen.

Bilder: ELEKTRON

Bei der Vernetzung von Systemen zur Leistungsumwandlung (z.B. Wechselrichter, Umrichter und Antriebe) kommen üblicherweise Standardverdrahtungen sowie Kabel für die Leistungs- und Signalübertragung zum Einsatz. Obwohl Drähte und Kabel die technischen Anforderungen an die Konnektivität erfüllen, bringt eine massgeschneiderte Stromschiene wesentliche Vorteile für eine optimierte Übertragung.

Vorteile von Busbars

Massgeschneiderte Stromschienen bestehen aus mehreren Lagen von bearbeitetem Kupfer. Dünne, dielektrische Materialen trennen die einzelnen Schichten, die zu einer einheitlichen Struktur laminiert sind. Busbars reduzieren die Systemkosten, verbessern die Zuverlässigkeit, erhöhen die Kapazität und eliminieren Verdrahtungsfehler.

Optimierung nach Kundenanspruch

Da jede Busbar ein Unikat ist, wird üblicherweise vor Produktionsbeginn ein «Prototyp» gefertigt. Damit die Prototypen so exakt wie möglich der optimalen Konstruktion entsprechen, werden in der Konzeptionsphase Computersimulationen eingesetzt. So lassen sich mögliche Konstruktionsfehler bereits im Entwicklungsstadium eruieren und beseitigen.

Innovationen by Mersen

Mersen hat eine Reihe von modernen und innovativen Technologien entwickelt, die zusätzliche Funktionen für Stromschienen ermöglichen. Damit können individuelle Ansprüche in spezifischen Anwendungen und Industriebereichen besser erfüllt werden:

Niedrige Induktivität / Hohe T°-Busbar:

  • Um den neuen Anforderungen von Halbleitern und den neuesten IGBT-Generationen gerecht zu werden, wurde ein Herstellungsprozess für hohe Temperaturen und niedrige Induktivität entwickelt. Dadurch können Busbars bis zu 220 °C, mit einer Induktivität von nur 35 nH bei einer Lebensdauer von bis 25 Jahren betrieben werden

Busbar mit Überwachungsfunktion für Batterieanwendungen:

  • Mersen hat ein Konzept entwickelt, das eine laminierte Stromschiene mit flexibler Verdrahtung, Temperatursensoren und anderen kundenspezifischen Komponenten in einem Gerät integriert

Busbars mit flexiblen, toleranzausgleichenden Anschlüssen:

  • Temperaturzyklen und mechanische Umgebungseinflüsse (z.B. Schock und Vibration) können Geräte wie Kondensatoren und Module an den Befestigungspunkten beschädigen. Zur Vermeidung bietet Mersen diverse toleranzausgleichende Verbindungen. Diese erlauben eine mechanische Abweichung von ±1mm mit minimaler Auswirkung auf den elektrischen Widerstand und die Induktivität

Montage und Laminierung:

  • Für die Laminierung der Busbars werden spezielle Produktionswerkzeuge hergestellt. Zusätzliche Hardware und Verbindungseinrichtungen sowie elektrische Komponenten können vor oder nach der Laminierung montiert werden

Fazit

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass sich Busbars zum integrierten Bestandteil und zur Embedded-Plattform für viele Systeme der Leistungswandlung entwickelt haben. Sie ermöglichen nicht nur eine optimierte Vernetzung, sondern unterstützen Hersteller von Leistungselektronik, die Grenzen der Belastbarkeit ihrer Produkte zu erweitern. 

Infoservice

ELEKTRON AG
Riedhofstrasse 11, 8804 Au Zürich
Tel. 044 781 02 32
elektronik@elektron.ch, www.elektron.ch



Laminierte Busbars in verschiedenen Ausführungen, Formen und Faktoren sowie elektrischen Eigenschaften