Осы аптада біз өткен аптадағы мақаланы жалғастырамыз.

1.2 Электролиттік конденсаторлар

Электролиттік конденсаторларда қолданылатын диэлектрик алюминийдің тоттануынан түзілетін, диэлектрлік өтімділігі 8-ден 8,5-ке дейін және жұмыс диэлектрлік беріктігі шамамен 0,07В/А (1мкм=10000А) болатын алюминий тотығы болып табылады.Алайда мұндай қалыңдыққа қол жеткізу мүмкін емес.Алюминий қабатының қалыңдығы электролиттік конденсаторлардың сыйымдылық коэффициентін (спецификалық сыйымдылықты) төмендетеді, өйткені жақсы энергия сақтау сипаттамаларын алу үшін алюминий фольганы алюминий оксиді пленкасын қалыптастыру үшін ою керек, ал беті көптеген тегіс емес беттерді құрайды.Екінші жағынан, электролиттің кедергісі төмен кернеу үшін 150 Ом см және жоғары кернеу үшін 5 кОм см (500 В).Электролиттің жоғары кедергісі электролиттік конденсатор төтеп бере алатын RMS тогын шектейді, әдетте 20мА/мкФ дейін.

Осы себептерге байланысты электролиттік конденсаторлар әдеттегі 450 В максималды кернеуге арналған (кейбір жеке өндірушілер 600 В үшін жобалайды).Сондықтан жоғары кернеулерді алу үшін конденсаторларды тізбектей қосу арқылы оларға қол жеткізу қажет.Дегенмен, әрбір электролиттік конденсатордың оқшаулау кедергісінің айырмашылығына байланысты әрбір сериялы қосылған конденсатордың кернеуін теңестіру үшін әрбір конденсаторға резисторды қосу керек.Сонымен қатар, электролиттік конденсаторлар поляризацияланған құрылғылар болып табылады және қолданылатын кері кернеу Un 1,5 еседен асқан кезде электрохимиялық реакция пайда болады.Қолданылатын кері кернеу жеткілікті ұзақ болғанда, конденсатор төгіледі.Бұл құбылысты болдырмау үшін оны пайдалану кезінде әрбір конденсатордың жанында диодты қосу керек.Сонымен қатар, электролиттік конденсаторлардың кернеудің асқын кедергісі әдетте 1,15 есе Un, ал жақсылары 1,2 есе Un жетуі мүмкін.Сондықтан дизайнерлер оларды пайдалану кезінде тұрақты жұмыс кернеуін ғана емес, сонымен қатар асқын кернеуді де ескеруі керек.Қорытындылай келе, пленкалық конденсаторлар мен электролиттік конденсаторлар арасындағы келесі салыстыру кестесін салуға болады, 1-суретті қараңыз.

2. Қолданбаларды талдау

Сүзгілер ретінде DC-Link конденсаторлары жоғары ток және жоғары сыйымдылық конструкцияларын қажет етеді.Мысал ретінде 3-суретте айтылғандай, жаңа энергетикалық көліктің негізгі қозғалтқышы бар.Бұл қолданбада конденсатор ажырату рөлін атқарады және тізбекте жоғары жұмыс тогы бар.Фильм DC-Link конденсаторының артықшылығы үлкен жұмыс токтарына (Irms) төтеп бере алады.Мысал ретінде 50~60кВт жаңа энергетикалық көлік параметрлерін алайық, параметрлері келесідей: жұмыс кернеуі 330 Вдc, толқындық кернеу 10Врмс, толқындық ток 150Армс@10КГц.

Содан кейін минималды электр қуаты келесі түрде есептеледі:

Бұл пленка конденсаторының дизайнын орындау үшін оңай.Электролиттік конденсаторлар пайдаланылса, 20мА/мкФ есептелетін болса, электролиттік конденсаторлардың минималды сыйымдылығы жоғарыда келтірілген параметрлерді қанағаттандыру үшін келесідей есептеледі:

Бұл сыйымдылықты алу үшін параллель қосылған бірнеше электролиттік конденсаторларды қажет етеді.

Жеңіл рельсті, электр автобусы, метро және т.б. сияқты артық вольтты қолданбаларда. Бұл қуаттардың пантограф арқылы локомотив пантографына қосылғанын ескерсек, тасымалдау қозғалысы кезінде пантограф пен пантографтың байланысы үзіліссіз болады.Екеуі байланыста болмаған кезде, қуат көзіне DC-L сия конденсаторы қолдау көрсетеді, ал контакт қалпына келтірілгенде, артық кернеу пайда болады.Ең нашар жағдай - ажыратылған кезде DC-Link конденсаторының толық разряды, мұнда разряд кернеуі пантограф кернеуіне тең болады, ал контакт қалпына келтірілгенде, нәтижесінде пайда болатын асқын кернеу номиналды жұмыс Un-дан екі есе дерлік болады.Пленкалық конденсаторлар үшін DC-Link конденсаторын қосымша қараусыз өңдеуге болады.Егер электролиттік конденсаторлар қолданылса, артық кернеу 1,2 Ун.Мысал ретінде Шанхай метросын алайық.Un=1500Vdc, электролиттік конденсатор үшін кернеуді қарастыру:

Содан кейін алты 450 В конденсаторды тізбектей қосу керек.Егер пленка конденсаторының дизайны 600Vdc-тен 2000Vdc-ке дейін пайдаланылса немесе тіпті 3000Vdc-ке оңай қол жеткізіледі.Сонымен қатар, конденсаторды толығымен разрядтау жағдайында энергия екі электрод арасында қысқа тұйықталу разрядын қалыптастырады, DC-Link конденсаторы арқылы үлкен кіріс тогын тудырады, әдетте электролиттік конденсаторлар талаптарды қанағаттандыру үшін ерекшеленеді.

Сонымен қатар, электролиттік конденсаторлармен салыстырғанда DC-Link пленка конденсаторлары өте төмен ESR (әдетте 10мОм-нан төмен, тіпті одан да төмен <1мОм) және өзіндік индуктивті LS (әдетте 100nH төмен, ал кейбір жағдайларда 10 немесе 20nH төмен) жету үшін жобалануы мүмкін. .Бұл DC-Link пленка конденсаторын қолданған кезде тікелей IGBT модуліне орнатуға мүмкіндік береді, бұл шинаны DC-Link пленка конденсаторына біріктіруге мүмкіндік береді, осылайша пленка конденсаторларын пайдалану кезінде арнайы IGBT сіңіргіш конденсатор қажеттілігін болдырмайды, үнемдейді. дизайнерге қомақты ақша.2-сурет.және 3 кейбір C3A және C3B өнімдерінің техникалық сипаттамаларын көрсетеді.

3. Қорытынды

Алғашқы күндерде DC-Link конденсаторлары құны мен өлшеміне байланысты негізінен электролиттік конденсаторлар болды.

Дегенмен, электролиттік конденсаторларға кернеу мен токқа төзімділік әсер етеді (пленкалық конденсаторлармен салыстырғанда ESR әлдеқайда жоғары), сондықтан үлкен сыйымдылықты алу және жоғары кернеуді пайдалану талаптарын қанағаттандыру үшін бірнеше электролиттік конденсаторларды тізбектей және параллель қосу қажет.Сонымен қатар, электролит материалының ұшпалығын ескере отырып, оны үнемі ауыстыру керек.Жаңа энергия қолданбалары әдетте өнімнің 15 жыл қызмет ету мерзімін талап етеді, сондықтан оны осы кезеңде 2-3 рет ауыстыру қажет.Сондықтан бүкіл машинаны сатудан кейінгі қызмет көрсетуде айтарлықтай шығындар мен қолайсыздықтар бар.Металлдандырылған жабын технологиясы мен пленкалық конденсатор технологиясының дамуымен кернеуі 450В-ден 1200В-қа дейін немесе одан да жоғары жоғары сыйымдылықты тұрақты ток сүзгі конденсаторларын ультра жұқа OPP пленкасы (ең жұқа 2,7 мкм, тіпті 2,4 мкм) көмегімен шығаруға болады. қауіпсіздік пленкасын булану технологиясы.Екінші жағынан, DC-Link конденсаторларын шиналық жолақпен біріктіру инвертор модулінің дизайнын ықшам етеді және тізбекті оңтайландыру үшін тізбектің адасқан индуктивтілігін айтарлықтай төмендетеді.