Այս շաբաթ մենք շարունակում ենք անցյալ շաբաթվա հոդվածը։

1.2 Էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ

Էլեկտրոլիտային կոնդենսատորներում օգտագործվող դիէլեկտրիկը ալյումինի օքսիդն է, որը առաջացել է ալյումինի կոռոզիայից, 8-ից 8,5 դիէլեկտրական հաստատունով և մոտ 0,07 Վ/Ա (1 մկմ=10000Ա) դիէլեկտրական ուժով:Այնուամենայնիվ, հնարավոր չէ հասնել նման հաստության:Ալյումինե շերտի հաստությունը նվազեցնում է էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների հզորության գործոնը (հատուկ հզորությունը), քանի որ ալյումինե փայլաթիթեղը պետք է փորագրվի, որպեսզի ալյումինի օքսիդի թաղանթ ձևավորվի՝ էներգիայի պահպանման լավ բնութագրեր ստանալու համար, և մակերեսը կձևավորի բազմաթիվ անհարթ մակերեսներ:Մյուս կողմից, էլեկտրոլիտի դիմադրողականությունը 150Ωcm է ցածր լարման դեպքում և 5kΩcm բարձր լարման համար (500V):Էլեկտրոլիտի ավելի բարձր դիմադրողականությունը սահմանափակում է RMS հոսանքը, որին կարող է դիմակայել էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորը, սովորաբար մինչև 20 մԱ/µF:

Այս պատճառներով էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորները նախատեսված են 450 Վ տիպիկ առավելագույն լարման համար (որոշ առանձին արտադրողներ նախագծում են 600 Վ-ի համար):Հետևաբար, ավելի բարձր լարումներ ստանալու համար անհրաժեշտ է դրանց հասնել կոնդենսատորները սերիական միացնելով:Այնուամենայնիվ, յուրաքանչյուր էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորի մեկուսացման դիմադրության տարբերության պատճառով յուրաքանչյուր կոնդենսատորին պետք է միացվի դիմադրություն, որպեսզի հավասարակշռի յուրաքանչյուր շարքի միացված կոնդենսատորի լարումը:Բացի այդ, էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորները բևեռացված սարքեր են, և երբ կիրառվող հակադարձ լարումը գերազանցում է Un-ի 1,5 անգամ, տեղի է ունենում էլեկտրաքիմիական ռեակցիա:Երբ կիրառվող հակադարձ լարումը բավականաչափ երկար է, կոնդենսատորը դուրս կթափվի:Այս երեւույթից խուսափելու համար յուրաքանչյուր կոնդենսատորի կողքին պետք է միացնել դիոդ, երբ այն օգտագործվում է:Բացի այդ, էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների լարման բարձրացման դիմադրությունը սովորաբար կազմում է 1,15 անգամ Un, իսկ լավերը կարող են հասնել 1,2 անգամ Un-ի:Այսպիսով, դիզայներները դրանք օգտագործելիս պետք է հաշվի առնեն ոչ միայն կայուն վիճակի աշխատանքային լարումը, այլև գերլարման լարումը:Ամփոփելով, կարելի է նկարել ֆիլմի կոնդենսատորների և էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների համեմատության հետևյալ աղյուսակը, տես Նկ.1:

2. Կիրառման վերլուծություն

DC-Link կոնդենսատորները որպես զտիչներ պահանջում են բարձր հոսանքի և բարձր հզորության նմուշներ:Օրինակ՝ նոր էներգետիկ մեքենայի հիմնական շարժիչային համակարգը, ինչպես նշված է Նկ.3-ում:Այս հավելվածում կոնդենսատորը կատարում է անջատման դեր, և միացումն ունի բարձր գործառնական հոսանք:Ֆիլմի DC-Link կոնդենսատորը առավելություն ունի, որ կարող է դիմակայել մեծ գործառնական հոսանքներին (Irms):Որպես օրինակ վերցրեք 50~60 կՎտ նոր էներգիայի մեքենաների պարամետրերը, պարամետրերը հետևյալն են՝ աշխատանքային լարումը 330 Vdc, ալիքային լարումը 10Vrms, ալիքային հոսանք 150Arms@10KHz:

Այնուհետև նվազագույն էլեկտրական հզորությունը հաշվարկվում է հետևյալ կերպ.

Սա հեշտ է իրականացնել ֆիլմի կոնդենսատորի նախագծման համար:Ենթադրելով, որ օգտագործվում են էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ, եթե դիտարկվում է 20mA/μF, ապա էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների նվազագույն հզորությունը հաշվարկվում է վերը նշված պարամետրերին համապատասխանելու համար հետևյալ կերպ.

Սա պահանջում է մի քանի էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ, որոնք զուգահեռ միացված են այս հզորությունը ստանալու համար:

Գերլարման ծրագրերում, ինչպիսիք են երկաթուղային, էլեկտրական ավտոբուսը, մետրոն և այլն: Հաշվի առնելով, որ այդ ուժերը միացված են լոկոմոտիվային պանտոգրաֆին պանտոգրաֆի միջոցով, պանտոգրաֆի և պանտոգրաֆի միջև շփումը ընդհատվում է փոխադրման ընթացքում:Երբ երկուսը չեն շփվում, էլեկտրամատակարարումն ապահովվում է DC-L թանաքի կոնդենսատորով, և երբ շփումը վերականգնվում է, առաջանում է գերլարում:Ամենավատ դեպքը DC-Link կոնդենսատորի ամբողջական լիցքաթափումն է, երբ այն անջատված է, որտեղ լիցքաթափման լարումը հավասար է պանտոգրաֆի լարմանը, և երբ շփումը վերականգնվում է, արդյունքում գերլարումը գրեթե երկու անգամ գերազանցում է անվանական գործող Un-ից:Ֆիլմի կոնդենսատորների համար DC-Link կոնդենսատորը կարող է աշխատել առանց լրացուցիչ հաշվի առնելու:Եթե ​​օգտագործվում են էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ, ապա գերլարումը կազմում է 1.2 Un:Օրինակ վերցրեք Շանհայի մետրոն:Un=1500Vdc, էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորի համար լարումը հաշվի առնելը հետևյալն է.

Այնուհետև վեց 450 Վ կոնդենսատորները պետք է միացվեն շարքով:Եթե ​​ֆիլմի կոնդենսատորի դիզայնը օգտագործվում է 600Vdc-ից մինչև 2000Vdc կամ նույնիսկ 3000Vdc-ում, հեշտությամբ կարելի է հասնել:Բացի այդ, կոնդենսատորի լրիվ լիցքաթափման դեպքում էներգիան ձևավորում է կարճ միացման լիցքաթափում երկու էլեկտրոդների միջև՝ առաջացնելով մեծ ներխուժման հոսանք DC-Link կոնդենսատորի միջոցով, որը սովորաբար տարբերվում է էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների համար՝ պահանջները բավարարելու համար:

Բացի այդ, համեմատած էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների հետ, DC-Link թաղանթային կոնդենսատորները կարող են նախագծվել՝ հասնելու շատ ցածր ESR (սովորաբար 10mΩ-ից ցածր և նույնիսկ ավելի ցածր <1mΩ) և ինքնաինդուկտիվության LS (սովորաբար 100nH-ից ցածր, իսկ որոշ դեպքերում՝ 10 կամ 20nH-ից ցածր): .Սա թույլ է տալիս DC-Link ֆիլմի կոնդենսատորը տեղադրել անմիջապես IGBT մոդուլի մեջ, երբ կիրառվում է, թույլ տալով, որ ավտոբուսի բարը ինտեգրվի DC-Link ֆիլմի կոնդենսատորին, այդպիսով վերացնելով հատուկ IGBT կլանիչ կոնդենսատորի կարիքը ֆիլմի կոնդենսատորներ օգտագործելիս, խնայելով: դիզայներին զգալի գումար.Նկ.2.և 3-ը ցույց է տալիս C3A և C3B որոշ արտադրանքների տեխնիկական բնութագրերը:

3. Եզրակացություն

Վաղ օրերին DC-Link կոնդենսատորները հիմնականում էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ էին՝ հաշվի առնելով ծախսերը և չափերը:

Այնուամենայնիվ, էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորների վրա ազդում է լարման և հոսանքի դիմադրությունը (շատ ավելի բարձր ESR համեմատ ֆիլմի կոնդենսատորների հետ), ուստի անհրաժեշտ է մի քանի էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ միացնել սերիական և զուգահեռ՝ մեծ հզորություն ստանալու և բարձր լարման օգտագործման պահանջները բավարարելու համար:Բացի այդ, հաշվի առնելով էլեկտրոլիտային նյութի ցնդումը, այն պետք է պարբերաբար փոխարինվի:Նոր էներգիայի կիրառումը սովորաբար պահանջում է արտադրանքի 15 տարի ժամկետ, ուստի այն պետք է փոխարինվի 2-ից 3 անգամ այս ժամանակահատվածում:Հետևաբար, ամբողջ մեքենայի հետ վաճառքի ծառայության մեջ կա զգալի ծախս և անհարմարություն:Մետաղացման ծածկույթի տեխնոլոգիայի և թաղանթային կոնդենսատորի տեխնոլոգիայի զարգացման շնորհիվ հնարավոր է եղել արտադրել բարձր հզորությամբ DC ֆիլտրի կոնդենսատորներ 450 Վ-ից մինչև 1200 Վ կամ նույնիսկ ավելի բարձր լարման գերբարակ OPP թաղանթով (ամենաբարակը՝ 2,7 մկմ, նույնիսկ 2,4 մկմ)՝ օգտագործելով: անվտանգության ֆիլմի գոլորշիացման տեխնոլոգիա:Մյուս կողմից, DC-Link կոնդենսատորների ինտեգրումը ավտոբուսի բարին դարձնում է ինվերտորային մոդուլի դիզայնը ավելի կոմպակտ և զգալիորեն նվազեցնում է շղթայի մոլորված ինդուկտիվությունը՝ միացումն օպտիմալացնելու համար: