סקירה כללית של מחבר מתח גבוה
מחברים במתח גבוה, המכונה גם מחברים במתח גבוה, הם סוג של מחבר רכב. בדרך כלל הם מתייחסים למחברים עם מתח הפעלה מעל 60 וולט ואחראים בעיקר להעברת זרמים גדולים.
מחברים במתח גבוה משמשים בעיקר במעגלים בעלי מתח גבוה וזרם גבוה של כלי רכב חשמליים. הם עובדים עם חוטים כדי להעביר את האנרגיה של חבילת הסוללה דרך מעגלים חשמליים שונים לרכיבים שונים במערכת הרכב, כגון חבילות סוללות, בקרי מנוע וממירי DCDC. רכיבים מתח גבוה כמו ממירים ומטענים.
נכון לעכשיו, ישנן שלוש מערכות סטנדרטיות עיקריות עבור מחברים במתח גבוה, כלומר תוסף סטנדרטי LV LV, תוסף סטנדרט של USCAR ותוסף סטנדרט יפני. מבין שלושת התוספים הללו, ל- LV יש כיום את המחזור הגדול ביותר בשוק המקומי ותקני התהליך השלמים ביותר.
תרשים תהליכי הרכבה של מחבר מתח גבוה
מבנה בסיסי של מחבר מתח גבוה
מחברים במתח גבוה מורכבים בעיקר מארבעה מבנים בסיסיים, כלומר אנשי מגע, מבודדים, קליפות פלסטיק ואביזרים.
(1) אנשי קשר: חלקי ליבה המשלימים חיבורים חשמליים, כלומר מסופים גברים ונשים, קנים וכו ';
(2) מבודד: תומך במגעים ומבטיח את הבידוד בין המגעים, כלומר מעטפת הפלסטיק הפנימית;
(3) מעטפת פלסטיק: מעטפת המחבר מבטיחה את יישור המחבר ומגן על כל המחבר, כלומר, מעטפת הפלסטיק החיצונית;
(4) אביזרים: כולל אביזרים מבניים ואביזרי התקנה, כלומר סיכות מיקום, סיכות מדריך, טבעות חיבור, טבעות איטום, מנופים מסתובבים, מבני נעילה וכו '.

מחבר מתח גבוה מתפוצץ
סיווג מחברי מתח גבוה
ניתן להבדיל בין מחברי מתח גבוה במספר דרכים. בין אם למחבר יש פונקציית מיגון, ניתן להשתמש במספר סיכות המחבר וכו 'כדי להגדיר את סיווג המחברים.
1.בין אם יש מיגון או לא
מחברים במתח גבוה מחולקים למחברים לא מוגנים ומחברים מוגנים בהתאם לשאלה אם יש להם פונקציות מיגון.
למחברים לא מוגנים יש מבנה פשוט יחסית, ללא פונקציית מיגון ועלות נמוכה יחסית. משמש במיקומים שאינם דורשים מיגון, כגון מכשירי חשמל המכוסים במקרי מתכת כמו מעגלי טעינה, פנים חבילת סוללות ופנים שליטה.

דוגמאות למחברים ללא שכבת מיגון וללא עיצוב משתלבים במתח גבוה
למחברים מוגנים יש מבנים מורכבים, דרישות מיגון ועלויות גבוהות יחסית. זה מתאים למקומות שבהם נדרשת פונקציית מיגון, למשל מקום בו החלק החיצוני של מכשירי חשמל מחובר לרתמות חיווט מתח גבוה.

מחבר עם דוגמה למגן ועיצוב HVIL
2. מספר התקעים
מחברי מתח גבוה מחולקים לפי מספר יציאות החיבור (PIN). נכון לעכשיו, הנפוצים ביותר הם מחבר 1p, מחבר 2p ומחבר 3p.
למחבר 1P יש מבנה פשוט יחסית ועלות נמוכה. היא עומדת בדרישות ההגנה והאיטום של מערכות מתח גבוה, אך תהליך ההרכבה מעט מסובך ויכולת ההפעלה המחודשת. משמש בדרך כלל בחבילות סוללות ומנועים.
מחברי 2P ו- 3P הם בעלי מבנים מורכבים ועלויות גבוהות יחסית. היא עומדת בדרישות ההגנה והאיטום של מערכות מתח גבוה ויש לה תחזוקה טובה. משמש בדרך כלל לכניסה ופלט DC, כגון על חבילות סוללות מתח גבוה, מסופי בקר, מסופי פלט מטען DC וכו '.

דוגמה 1p/2p/3p דוגמה למחבר מתח גבוה
דרישות כלליות למחברי מתח גבוה
מחברים במתח גבוה צריכים לעמוד בדרישות שצוינו על ידי SAE J1742 ולהעביר את הדרישות הטכניות הבאות:

דרישות טכניות שצוינו על ידי SAE J1742
עיצוב אלמנטים של מחברי מתח גבוה
הדרישות למחברי מתח גבוה במערכות מתח גבוה כוללות אך אינן מוגבלות ל: מתח גבוה וביצועי זרם גבוהים; הצורך להיות מסוגל להשיג רמות גבוהות יותר של הגנה בתנאי עבודה שונים (כמו טמפרטורה גבוהה, רטט, השפעה על התנגשות, אטום אבק ועמיד למים וכו '); יש להתקנה; יש ביצועי מיגון אלקטרומגנטיים טובים; העלות צריכה להיות נמוכה ככל האפשר ועמידה.
על פי המאפיינים והדרישות שלמעלה כי מחברי מתח גבוה צריכים להיות, בתחילת תכנון מחברי מתח גבוה, יש לקחת בחשבון את אלמנטים העיצוביים הבאים ולבצע אימות תכנון ואימות בדיקות ממוקדות.

רשימת השוואה בין אלמנטים עיצוביים, ביצועים מתאימים ומבחני אימות של מחברים במתח גבוה
ניתוח כישלונות ומדדים תואמים של מחברי מתח גבוה
על מנת לשפר את האמינות של תכנון המחברים, תחילה יש לנתח את מצב הכישלון שלו כך שניתן יהיה לבצע עבודות תכנון מונעות תואמות.
למחברים בדרך כלל שלושה מצבי כישלון עיקריים: מגע לקוי, בידוד לקוי וקיבוע רופף.
(1) למגע לקוי, אינדיקטורים כמו עמידות בפני מגע סטטי, עמידות בפני מגע דינאמי, כוח הפרדת חור בודד, נקודות חיבור והתנגדות רטט של רכיבים ניתן להשתמש כדי לשפוט;
(2) לבידוד לקוי, התנגדות הבידוד של המבודד, שיעור השפלת הזמן של המבודד, ניתן לאתר את מדדי הגודל של המבודד, אנשי קשר וחלקים אחרים לשפוט;
(3) לאמינות הסוג הקבוע והמנותק, ניתן לבדוק את סובלנות ההרכבה, רגע הסיבולת, חיבור כוח שמירת הסיכות, חיבור כוח החדרת סיכה, כוח שמירה בתנאי לחץ סביבתי ומדדים אחרים של הטרמינל והמחבר.
לאחר ניתוח מצבי הכישלון העיקריים וצורות הכישלון של המחבר, ניתן לנקוט במדדים הבאים לשיפור האמינות של תכנון המחבר:
(1) בחר את המחבר המתאים.
על בחירת המחברים לא רק לשקול רק את סוג ומספר המעגלים המחוברים, אלא גם להקל על הרכב הציוד. לדוגמה, מחברים מעגליים מושפעים פחות מגורמים אקלים ומכניים מאשר מחברים מלבניים, הם בעלי בלאי פחות מכני ומחוברים באופן אמין לקצוות החוט, ולכן יש לבחור מחברים מעגליים ככל האפשר.
(2) ככל שמספר המגעים במחבר גדול יותר, כך אמינות המערכת נמוכה יותר. לכן, אם שטח ומשקל מאפשרים, נסה לבחור מחבר עם מספר קטן יותר של אנשי קשר.
(3) בבחירת מחבר, יש לקחת בחשבון את תנאי העבודה של הציוד.
הסיבה לכך היא שזרם העומס הכולל וזרם ההפעלה המרבי של המחבר נקבעים לרוב על סמך החום המותר כאשר פועלים בתנאי הטמפרטורה הגבוהים ביותר של הסביבה הסובבת. על מנת להפחית את טמפרטורת העבודה של המחבר, יש לקחת בחשבון את תנאי פיזור החום של המחבר. לדוגמה, ניתן להשתמש במגעים רחוקים יותר ממרכז המחבר כדי לחבר את אספקת החשמל, התורמת יותר לפיזור החום.
(4) עמיד למים ואנטי קורוזיה.
כאשר המחבר עובד בסביבה עם גזים ונוזלים מאכלים, על מנת למנוע קורוזיה, יש להקדיש תשומת לב לאפשרות להתקין אותה אופקית מהצד במהלך ההתקנה. כאשר התנאים דורשים התקנה אנכית, יש למנוע מנוזל לזרום למחבר לאורך המוליכים. בדרך כלל השתמש במחברים אטומים למים.
נקודות מפתח בעיצוב אנשי קשר עם מחבר מתח גבוה
טכנולוגיית חיבור ליצירת קשר בוחנת בעיקר את אזור המגע ואת כוח הקשר, כולל חיבור המגע בין מסופים לחוטים, וחיבור המגע בין הטרמינלים.
האמינות של אנשי קשר היא גורם חשוב בקביעת אמינות המערכת והיא גם חלק חשוב מכל מכלול רתמת החיווט המתח הגבוהו בשל סביבת העבודה הקשה של כמה מסופים, חוטים ומחברים, הקשר בין מסופים לחוטים, והחיבור בין מסופים למסופים מועדים לכישלונות שונים, כמו קורוזיה, הזדקנות והתרופפות עקב הרטט.
מכיוון שכישלונות רתמת החיווט החשמליים הנגרמים כתוצאה מנזק, רפיון, נפילה וכישלון של אנשי קשר מהווים יותר מ- 50% מהכישלונות במערכת החשמל כולה, יש לשים לב למלוא תשומת הלב לתכנון האמינות של אנשי הקשר בעיצוב האמינות של מערכת החשמל המוחמת של הרכב.
1. חיבור קשר בין מסוף לחוט
הקשר בין מסופים לחוטים מתייחס לחיבור בין השניים בתהליך לחיצה או תהליך ריתוך קולי. נכון לעכשיו, תהליך הלחיצה ותהליך הריתוך הקולי משמשים לרוב ברתמות תיל מתח גבוה, שלכל אחת מהן יתרונות וחסרונות משלה.
(1) הליך לחיצה
העיקרון של תהליך הלחיצה הוא להשתמש בכוח חיצוני כדי פשוט לסחוט פיזית את חוט המוליך לחלק הכבוש של הטרמינל. הגובה, הרוחב, מצב חתך הרוחב וכוח המשיכה של לחיצות סופניות הם תכולת הליבה של איכות הלחיצה הטרמינלית, שקובעת את איכות הלחיצה.
עם זאת, יש לציין כי המיקרו -מבנה של כל משטח מוצק מעובד דק תמיד מחוספס ולא אחיד. לאחר הטרמינלים והחוטים מכווצים, זה לא המגע של משטח המגע כולו, אלא מגע של כמה נקודות המפוזרות על משטח המגע. , משטח המגע בפועל חייב להיות קטן יותר ממשטח המגע התיאורטי, וזו גם הסיבה לכך שהתנגדות המגע של תהליך הלחיצה גבוהה.
לחיצה מכנית מושפעת מאוד מתהליך הלחיצה, כמו לחץ, גובה לחיצה וכו '. יש לבצע בקרת ייצור באמצעות אמצעים כמו גובה לחיצה וניתוח פרופיל/ניתוח מטלוגרפי. לפיכך, עקביות הלחיצה של תהליך הלחיצה היא ממוצעת ולבישת הכלים היא ההשפעה גדולה והאמינות היא ממוצעת.
תהליך הלחיצה של לחיצה מכנית בוגר ובעל מגוון רחב של יישומים מעשיים. זהו תהליך מסורתי. כמעט לכל הספקים הגדולים מוצרי רתמת חוט באמצעות תהליך זה.

פרופילי מגע מסוף ותיל באמצעות תהליך לחיצה
≠ 2) תהליך ריתוך קולי
ריתוך קולי משתמש בגלי רטט בתדירות גבוהה כדי להעביר למשטחים של שני חפצים שיש לרתך. בלחץ, משטחי שני החפצים משפשפים זה את זה כדי ליצור מיזוג בין השכבות המולקולריות.
ריתוך קולי משתמש בגנרטור קולי כדי להמיר זרם 50/60 הרץ לאנרגיה חשמלית של 15, 20, 30 או 40 קילו הרץ. האנרגיה החשמלית בתדירות גבוהה המרה ממירה שוב לתנועה מכנית של אותה תדר דרך המתמר, ואז התנועה המכנית מועברת לראש הריתוך דרך קבוצה של מכשירי קרניים שיכולים לשנות את המשרעת. ראש הריתוך מעביר את אנרגיית הרטט שהתקבלה למפרק היצירה שיש לרתך. באזור זה, אנרגיית הרטט הופכת לאנרגיית חום דרך חיכוך, וממיסה את המתכת.
מבחינת הביצועים, לתהליך הריתוך הקולי יש עמידות בפני מגע קטן וחימום נמוך בזרם יתר במשך זמן רב; מבחינת הבטיחות, הוא אמין ולא קל לשחרר ולנשור תחת רטט לטווח הארוך; זה יכול לשמש לריתוך בין חומרים שונים; זה מושפע מחמצון פני השטח או מהציפוי הבא; ניתן לשפוט את איכות הריתוך על ידי פיקוח על צורות הגל הרלוונטיות של תהליך הלחיצה.
למרות שעלות הציוד של תהליך הריתוך הקולי גבוה יחסית, וחלקי המתכת שיש לרתך אינם יכולים להיות עבים מדי (בדרך כלל ≤5 מ"מ), ריתוך קולית הוא תהליך מכני ואף זרימת זרם בתהליך הריתוך כולו, כך שאין סוגיות של מחזקת חום והתנגדות הם מגמות עתידיות של ריתוך תיל גבוה.

מסופים ומוליכים עם ריתוך קולי וחתכי המגע שלהם
ללא קשר לתהליך הלחיצה או לתהליך ריתוך קולי, לאחר שהטרמינל מחובר לחוט, כוח הנפיחה שלו צריך לעמוד בדרישות הסטנדרטיות. לאחר שהחוט מחובר למחבר, כוח הנפיחה לא צריך להיות פחות מכוח הנפיחה המינימלי.
זמן ההודעה: דצמבר 06-2023