บัสบาร์อะลูมิเนียม: ทางเลือกน้ำหนักเบาสำหรับระบบจ่ายไฟฟ้าสมัยใหม่

ทองแดงเป็นวัสดุหลักที่ใช้ในการเชื่อมต่อทางไฟฟ้ามานานหลายทศวรรษ แต่ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา เราได้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจน วิศวกรจำนวนมากขึ้นเริ่มสอบถามเกี่ยวกับวัสดุอื่นบัสบาร์อะลูมิเนียม ทางเลือกต่างๆ — ไม่ใช่เพราะทองแดงไม่ดี แต่เพราะอะลูมิเนียมสามารถแก้ปัญหาเฉพาะบางอย่างที่ทองแดงแก้ไม่ได้

น้ำหนัก ราคา และความทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง นี่คือสามเหตุผลสำคัญบัสบาร์อะลูมิเนียม ความต้องการยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในทุกอุตสาหกรรมที่เราให้บริการ

ที่ ฟ็อกซ์เซน เราผลิตสินค้ามาอย่างต่อเนื่องบัสบาร์อลูมิเนียมแบบสั่งทำพิเศษ นับตั้งแต่ปี 2017 เป็นต้นมา เราได้ทำงานเกี่ยวกับโลหะทองแดงควบคู่กันไป กระบวนการต่างๆ มีความคล้ายคลึงกัน ทั้งเครื่องตัดเลเซอร์ เครื่องดัด เอ็นซีเอ็น และการตรวจสอบคุณภาพ แต่คุณสมบัติของวัสดุแตกต่างกัน มันตัดได้เร็วกว่า เชื่อมได้ต่างออกไป และต้องใช้ความรู้เฉพาะด้านการชุบโลหะเพื่อรักษาการสัมผัสทางไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ในระยะยาว

บทความนี้กล่าวถึงสิ่งที่เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับบัสบาร์อะลูมิเนียม การออกแบบ การผลิต และความเหมาะสมในการใช้งานเมื่อเทียบกับทองแดง

ข้อดีของบัสบาร์อะลูมิเนียมเหนือกว่าบัสบาร์ทองแดง

การลดน้ำหนัก

อะลูมิเนียมมีความหนาแน่นประมาณหนึ่งในสามของทองแดงระบบกักเก็บพลังงาน ซึ่งทุกกิโลกรัมส่งผลต่อค่าขนส่งและค่าแรงติดตั้ง การเปลี่ยนจากทองแดงเป็น...บัสบาร์อะลูมิเนียม สามารถลดน้ำหนักของตัวเชื่อมต่อได้ 50% หรือมากกว่านั้น เราพบว่าเรื่องนี้มีความสำคัญมากที่สุดในสินค้าที่บรรจุในตู้คอนเทนเนอร์ระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (เบสส์) และโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า โดยที่ช่างเทคนิคจะจัดการชิ้นส่วนต่างๆ ระหว่างการประกอบ

ประสิทธิภาพด้านต้นทุน

ต้นทุนวัตถุดิบอะลูมิเนียมถูกกว่าทองแดงอย่างมาก สำหรับชิ้นงานที่มีหน้าตัดขนาดใหญ่ระบบจำหน่ายไฟฟ้า การประหยัดวัสดุและส่วนประกอบต่างๆ นั้นช่วยประหยัดได้มาก ข้อควรระวังอย่างหนึ่งคือ บริเวณจุดเชื่อมต่อมักต้องใช้การชุบทองแดง-อะลูมิเนียม หรือแหวนรองโลหะสองชนิดเพื่อป้องกันการกัดกร่อนแบบกัลวานิก ซึ่งจะเพิ่มต้นทุน แต่โดยรวมแล้วบัสบาร์อะลูมิเนียม ยังคงมีราคาถูกกว่าสำหรับความจุไฟฟ้าที่เทียบเท่ากันในแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ที่มีกระแสไฟฟ้าสูงกว่า 200A

ความต้านทานการกัดกร่อน

อะลูมิเนียมเปลือยจะเกิดชั้นออกไซด์ตามธรรมชาติซึ่งช่วยป้องกันการกัดกร่อนจากบรรยากาศ ในบริเวณชายฝั่งระบบกักเก็บพลังงาน สิ่งติดตั้งหรือกลางแจ้งระบบจำหน่ายไฟฟ้า ตู้เก็บของบัสบาร์อะลูมิเนียม ด้วยการเคลือบผิวที่เหมาะสม จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าทองแดงเปล่าๆ ชั้นออกไซด์นั้นบางมาก—ระดับนาโนเมตร—แต่มีความเสถียร เคล็ดลับอยู่ที่การจัดการออกไซด์นั้นบริเวณจุดสัมผัสทางไฟฟ้า

การใช้งานบัสบาร์อะลูมิเนียมในอุตสาหกรรมต่างๆ

ระบบกักเก็บพลังงาน / เบสส์

คอนเทนเนอร์ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ จำเป็นต้องใช้บัสบาร์เพื่อเชื่อมต่อเซลล์ โมดูล และอินเวอร์เตอร์ น้ำหนักเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากตู้คอนเทนเนอร์มีข้อจำกัดเรื่องน้ำหนักบรรทุกที่พื้นบัสบาร์อะลูมิเนียม ช่วยลดความต้องการโครงสร้างรองรับและทำให้การติดตั้งง่ายขึ้น โดยทั่วไปเราจะพบความหนา 3 มม. ถึง 6 มม. ความกว้าง 40 มม. ถึง 100 มม. และเคลือบดีบุกหรือนิกเกิลที่ข้อต่อแบบสลักเกลียว

โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า

เครื่องชาร์จเร็ว ดีซี รองรับกำลังไฟ 150kW ถึง 350kW ระบบจ่ายไฟภายในต้องใช้บัสบาร์ที่ไม่ร้อนเกินไป แต่ก็ต้องไม่ทำให้ตู้หนักเกินไปจนติดตั้งบนผนังไม่ได้บัสบาร์อะลูมิเนียม สร้างสมดุลนี้ขึ้นมา เราได้ผลิตชิ้นส่วนสำหรับระบบชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า ผู้ผลิตที่การลดน้ำหนักช่วยให้สามารถออกแบบตัวเครื่องให้มีขนาดเล็กลงได้โดยตรง

ระบบจ่ายไฟสำหรับศูนย์ข้อมูล

พบเห็นได้ไม่บ่อยนักในที่นี้ — โดยทั่วไปแล้ว พีดียู ของศูนย์ข้อมูลมักยังคงใช้สายทองแดงเพื่อความเข้ากันได้กับระบบเดิม แต่ศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ที่กำลังสำรวจระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวและความหนาแน่นของแร็คที่สูงขึ้นกำลังพิจารณาเรื่องนี้อีกครั้งบัสบาร์อะลูมิเนียม การติดตั้งในระบบบัสเวย์สามารถลดภาระโครงสร้างเหนือศีรษะได้ เราได้ทดลองสร้างชิ้นส่วนสำหรับตลาดนี้แล้ว แม้ว่าปริมาณการผลิตจะยังต่ำกว่าระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (เบสส์) หรือสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าก็ตาม

อุปกรณ์อุตสาหกรรมและสวิตช์เกียร์

ศูนย์ควบคุมมอเตอร์ขนาดใหญ่และแผงจ่ายไฟบางครั้งระบุคุณสมบัติเฉพาะบัสบาร์อะลูมิเนียม สำหรับสายส่งหลักที่น้ำหนักและต้นทุนมีความสำคัญมากกว่าข้อเสียเล็กน้อยในเรื่องการนำไฟฟ้า สิ่งสำคัญคือการเชื่อมต่อที่ถูกต้อง: พื้นผิวสัมผัสชุบ สารป้องกันการเกิดออกซิเดชัน และแรงบิดของสลักเกลียวที่ถูกต้อง

การผลิตบัสบาร์อะลูมิเนียม: มีความแตกต่างอย่างไรเมื่อเทียบกับทองแดง

การตัด

การตัดอลูมิเนียมเร็วกว่าการตัดทองแดงประมาณ 40% บนเครื่องทดสอบของเราเลเซอร์ อามาดะ 3015LVP-40CFการสะท้อนแสงน้อยลง จุดหลอมเหลวต่ำลง แต่ขอบที่ตัดจะนุ่มกว่า ทำให้เกิดเสี้ยนได้ง่ายกว่า เราจึงปรับแรงดันแก๊สช่วยและอัตราการตัดเพื่อลดปัญหานี้ สำหรับการตัดตรงปริมาณมาก เรา...เลเซอร์ ใบเชาว์ 6000W หรือเครื่องตัดไฮดรอลิกก็สามารถรับมือกับภาระงานได้

การชกต่อย

ของเราเครื่องเจาะป้อมปืน อามาดะ เออี2510 ใช้งานได้ดีกับอลูมิเนียมที่มีความหนาไม่เกิน 6 มม. หากหนากว่านั้น อาจเสี่ยงต่อการแตกร้าวของขอบ เราจึงแนะนำให้ใช้เลเซอร์หรือการตัดเฉือนสำหรับวัสดุที่หนากว่านั้น

การกลึง

อะลูมิเนียมเจาะและกัดได้ง่ายกว่าทองแดง แต่การตอกเกลียวต้องใช้ความระมัดระวัง เพราะวัสดุจะสึกกร่อนหากใช้ดอกตอกเกลียวทองแดงทั่วไป เราจึงใช้ดอกตอกเกลียวและสารหล่อลื่นที่ออกแบบมาสำหรับอะลูมิเนียมโดยเฉพาะ รูเกลียวในบัสบาร์อะลูมิเนียม การเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวเป็นเรื่องปกติ เรากำหนดค่าความคลาดเคลื่อนตำแหน่งไว้ที่ ±0.05 มม. สำหรับส่วนประกอบที่สำคัญ

การดัดงอ

อะลูมิเนียมจะแข็งตัวขึ้นเมื่อใช้งานเหมือนทองแดง แต่มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน 5052-H32 ดัดงอได้เรียบเนียน ส่วน 6061-T6 แข็งแรงกว่า แต่จะแตกหากดัดงอแน่นเกินไป โดยทั่วไปเราจึงเลือกใช้ 5052 สำหรับงานขึ้นรูปบัสบาร์อะลูมิเนียม และ 6061 สำหรับการใช้งานโครงสร้างแบบแบน รัศมีดัดขั้นต่ำคือ 1.5 เท่าของความหนาของวัสดุสำหรับ 5052 และ 2.5 เท่าสำหรับ 6061

การบำบัดพื้นผิว

อะลูมิเนียมออกไซด์เปลือยมีความต้านทานไฟฟ้าสูง เพื่อให้ได้การเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ เราจึงระบุคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

ล การชุบดีบุก — พบได้ทั่วไป บัดกรีได้ ป้องกันการเกิดออกซิเดชันบริเวณรอยต่อ

ล การชุบนิกเกิล — ทนทานต่อการสึกหรอได้ดีกว่า มีเสถียรภาพต่ออุณหภูมิสูงกว่า

ล การชุบเงิน — มีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุด ใช้ในหน้าสัมผัสของอุปกรณ์สวิตช์เกียร์ ราคาแพง

ล การเคลือบแปลงสภาพโครเมต — สำหรับการป้องกันการกัดกร่อนโดยไม่จำเป็นต้องมีการสัมผัสทางไฟฟ้า

เราไม่ได้ทำการชุบโลหะเองภายในบริษัท พันธมิตรในท้องถิ่นของเราเป็นผู้ดำเนินการเรื่องนี้ โดยเรามีใบรับรองที่เราตรวจสอบในทุกชุดการผลิต

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบที่วิศวกรมักมองข้าม

การขยายตัวทางความร้อน

อะลูมิเนียมขยายตัวมากกว่าทองแดง 23% ต่อองศาเซลเซียส ในการวิ่งรถโดยสารระยะไกล เช่น ระยะทาง 2 เมตรบัสบาร์อะลูมิเนียม ในระบบจ่ายไฟฟ้า — ซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนไหวที่จุดรองรับ ข้อต่อที่ยืดหยุ่นหรือช่องว่างการขยายตัวจะช่วยป้องกันการโก่งงอ เราเคยเห็นการออกแบบที่การติดตั้งแบบแข็งทำให้แท่งโลหะแตกหลังจากผ่านการทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเป็นเวลาหกเดือน

ความต้านทานการสัมผัส

ชั้นออกไซด์ตามธรรมชาติบนอะลูมิเนียมมีคุณสมบัติเป็นฉนวน แม้แต่พื้นผิวที่เคลือบดีบุกก็ยังต้องการแรงบิดของสลักเกลียวที่เหมาะสมและสารป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพื่อรักษาความต้านทานการสัมผัสต่ำตลอดหลายปี เราขอแนะนำให้ระบุค่าแรงบิดและตารางการขันซ้ำในเอกสารการติดตั้ง

การลดกำลังไฟฟ้าปัจจุบัน

ค่าการนำไฟฟ้าของอะลูมิเนียมอยู่ที่ 61% ของทองแดงเมื่อเทียบตามปริมาตร ในการนำกระแสไฟฟ้าในปริมาณที่เท่ากันนั้น...บัสบาร์อะลูมิเนียม จำเป็นต้องมีพื้นที่หน้าตัดประมาณ 1.6 เท่า วิศวกรบางครั้งมองข้ามจุดนี้และระบุขนาดเท่ากับแบบที่ใช้ในการออกแบบทองแดง ผลที่ได้คือความร้อนสูงเกินไป เราจะแจ้งเตือนในขั้นตอนการตรวจสอบ ดีเอฟเอ็ม เมื่อพบเห็น

คำถามที่พบบ่อย: การทำงานร่วมกับ ฟ็อกซ์เซน ในโครงการบัสบาร์อลูมิเนียม

ถาม: คุณใช้อลูมิเนียมอัลลอยด์ชนิดใดในการผลิตบัสบาร์?

โดยส่วนใหญ่ใช้ 5052-H32 สำหรับชิ้นส่วนขึ้นรูป และ 6061-T6 สำหรับเหล็กเส้นโครงสร้างแบบแบน 5052 ดัดงอได้ดี 6061 แข็งแรงกว่า แต่ต้องใช้รัศมีดัดที่ใหญ่กว่า เรามีทั้งสองแบบในสต็อก และสามารถจัดหาแบบอื่นได้หากข้อกำหนดของคุณระบุมาแตกต่างกัน

ถาม: สามารถชุบผิวบัสบาร์อะลูมิเนียมได้หรือไม่?

เราไม่ได้ทำการชุบโลหะเองภายในบริษัท เราประสานงานกับพันธมิตรในท้องถิ่นที่ได้รับการรับรองสำหรับการชุบดีบุก นิกเกิล หรือเงิน ทุกชุดการผลิตจะได้รับการตรวจสอบความหนาและการทดสอบการยึดเกาะ มีใบรับรองให้ตามคำขอ

ถาม: คุณสามารถผลิตบัสบาร์อลูมิเนียมที่หนาที่สุดได้ขนาดไหน?

ขีดจำกัดในทางปฏิบัติของเราคือ 10 มม. สำหรับการตัดด้วยเลเซอร์ และ 6 มม. สำหรับการเจาะด้วยเครื่อง เอ็นซีเอ็น หากเกิน 10 มม. เราขอแนะนำให้ทำการกลึงจากแผ่นโลหะหรือจัดหาวัสดุแท่งขึ้นรูประบบกักเก็บพลังงาน แท่งตัวนำไฟฟ้ามีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 3 มม. ถึง 6 มม.

ถาม: คุณให้บริการทดสอบค่าการนำไฟฟ้าหรือไม่?

ใช่ค่ะ เราตรวจสอบวัสดุที่เข้ามาด้วยเครื่องวัดค่าการนำไฟฟ้าแบบกระแสไหลวน สำหรับคำสั่งซื้อจำนวนมาก เราสามารถจัดให้มีการทดสอบค่าความต้านทานในห้องปฏิบัติการพร้อมเอกสารประกอบได้ค่ะ

ถาม: สามารถใช้ชิ้นส่วนอะลูมิเนียมและทองแดงในการประกอบเดียวกันได้หรือไม่?

เราผลิตวัสดุทั้งสองชนิด แต่ไม่แนะนำให้สัมผัสโดยตรงโดยไม่มีแผ่นเชื่อมต่อโลหะสองชนิดหรือแผ่นเชื่อมต่อชุบโลหะ การกัดกร่อนแบบกัลวานิกเกิดขึ้นได้จริงระหว่างอะลูมิเนียมและทองแดง เราสามารถออกแบบและจัดหาแหวนรองเชื่อมต่อหรือแผ่นเชื่อมต่อชุบโลหะเป็นส่วนหนึ่งของชุดประกอบได้

ถาม: โดยทั่วไปแล้วระยะเวลานำส่งนานเท่าไหร่?

การผลิตต้นแบบ: 5-10 วัน การผลิตจริง: 2-4 สัปดาห์ ขึ้นอยู่กับปริมาณและข้อกำหนดในการชุบ การจัดส่งใช้เวลาเพิ่มอีก 3-5 สัปดาห์สำหรับยุโรป และ 2-3 สัปดาห์สำหรับชายฝั่งตะวันตกของสหรัฐอเมริกา

ถาม: ฉันจะขอใบเสนอราคาได้อย่างไร?

อีเมลแอนน์@xmfoxsen.คอม หรือติดต่อทาง วาส ที่หมายเลข +86 132 9592 1800 ส่งภาพวาด ภาพร่าง หรือคำอธิบายมาให้เรา เราจะตรวจสอบวัสดุ การชุบ ความคลาดเคลื่อน และแจ้งข้อกังวลด้านการออกแบบภายใน 24 ชั่วโมง

บริษัท ฟ็อกซ์เซน อินดัสเทรียล เทคโนโลยี จำกัด

เลขที่ 108 ถนนหรงหยวน เขตตองกา เซียะเหมิน ฝูเจี้ยน จีน

www.ชิ้นส่วนโลหะแผ่น.สุทธิ |www.xmfoxsen.คอม