Бу атнада без узган атнадагы мәкалә белән дәвам итәбез.

1.2 Электролитик конденсаторлар

Электролитик конденсаторларда кулланыла торган диэлектрик - алюминий коррозиясе нәтиҗәсендә барлыкка килгән алюминий оксиды, аның диэлектрик даимилеге 8 дән 8,5 кә кадәр һәм эшче диэлектрик ныклыгы якынча 0,07В/А (1µm = 10000A) тәшкил итә. Ләкин мондый калынлыкка ирешү мөмкин түгел. Алюминий катламының калынлыгы электролит конденсаторларының сыйдырышлык коэффициентын (нисбәт сыйдырышлык) киметә, чөнки алюминий фольгасын яхшы энергия саклау үзенчәлекләрен алу өчен алюминий оксиды пленкасы формалаштыру өчен йомарларга кирәк, һәм өслек күп тигез булмаган өслекләр барлыкка китерәчәк. Икенче яктан, электролитның каршылыгы түбән көчәнеш өчен 150Ωсм-1, ә югары көчәнеш (500В) өчен 5кΩсм-1 тәшкил итә. Электролитның югарырак каршылыгы электролит конденсаторы чыдай алырлык RMS тогын чикли, гадәттә 20мА/µF кадәр.

Шуңа күрә электролитик конденсаторлар гадәттә 450 В максималь көчәнеш өчен эшләнгән (кайбер аерым җитештерүчеләр 600 В өчен эшлиләр). Шуңа күрә, югарырак көчәнеш алу өчен, конденсаторларны бер-бер артлы тоташтыру юлы белән моңа ирешергә кирәк. Ләкин, һәр электролитик конденсаторның изоляция каршылыгындагы аерма аркасында, һәр бер-бер артлы тоташтырылган конденсаторның көчәнешен тигезләү өчен һәр конденсаторга резистор тоташтырылырга тиеш. Моннан тыш, электролитик конденсаторлар поляризацияләнгән җайланмалар, һәм кулланылган кире көчәнеш 1,5 Un артык булганда, электрохимик реакция бара. Кулланылган кире көчәнеш җитәрлек озын булганда, конденсатор тышка чыга. Бу күренешне булдырмас өчен, һәр конденсатор кулланылганда аның янына диод тоташтырылырга тиеш. Моннан тыш, электролитик конденсаторларның көчәнешнең артуына каршылыгы гадәттә 1,15 Un, ә яхшылары 1,2 Un ка җитә ала. Шуңа күрә конструкторлар аларны кулланганда тотрыклы эш көчәнешен генә түгел, ә артуына да игътибар итәргә тиеш. Кыскасы, пленкалы конденсаторлар һәм электролитик конденсаторлар арасындагы чагыштыру таблицасын түбәндәгечә күрсәтергә мөмкин, 1 нче рәсемне карагыз.

2. Кушымта анализы

Фильтр буларак DC-Link конденсаторлары югары ток һәм югары сыйдырышлы конструкцияләр таләп итә. Мисал итеп, 3 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, яңа энергия машинасының төп мотор йөртү системасы китерелә. Бу кулланылышта конденсатор аеру ролен уйный, ә схема югары эш тогы белән аерылып тора. Пленкалы DC-Link конденсаторы зур эш токларына (Irsms) чыдам булу өстенлегенә ия. Мисал итеп, 50~60 кВт яңа энергия машинасының параметрларын алыйк, параметрлар түбәндәгечә: эш көчәнеше 330 В даими ток, дулкынлану көчәнеше 10 Врмс, дулкынлану тогы 150 Армс @ 10 кГц.

Аннары минималь электр сыйдырышлыгы түбәндәгечә исәпләнә:

Пленка конденсаторларын проектлау өчен моны гамәлгә ашыру җиңел. Электролитик конденсаторлар кулланылган дип фараз итеп, әгәр 20 мА/μF каралса, электролитик конденсаторларның минималь сыйдырышлыгы югарыдагы параметрларга туры килерлек итеп түбәндәгечә исәпләнә:

Бу сыйдырышлыкны алу өчен параллель тоташтырылган берничә электролитик конденсатор кирәк.

Җиңел тимер юл, электр автобусы, метро һ.б. кебек артык көчәнешле кушымталарда. Бу көчәнешләр пантограф аша локомотив пантографына тоташканлыгын исәпкә алганда, пантограф һәм пантограф арасындагы контакт транспорт хәрәкәте вакытында өзек-өзек була. Икесе дә контактта булмаганда, энергия чыганагы DC-L сыя конденсаторы белән тәэмин ителә, һәм контакт торгызылганда, артык көчәнеш барлыкка килә. Иң начар очрак - аерылган вакытта DC-Link конденсаторының тулысынча разрядлануы, разряд көчәнеше пантограф көчәнешенә тигез, һәм контакт торгызылганда, килеп чыккан артык көчәнеш номиналь эш Un'тан ике тапкыр диярлек артык. Пленка конденсаторлары өчен DC-Link конденсаторын өстәмә исәпкә алмыйча эшкәртеп була. Электролитик конденсаторлар кулланылса, артык көчәнеш 1,2 Un. Мисал итеп Шанхай метросын алыйк. Un=1500V dc, электролитик конденсатор өчен көчәнешне исәпкә алыйк:

Аннары алты 450В конденсаторны бер-бер артлы тоташтырырга кирәк. Әгәр пленка конденсаторын 600В даими токтан 2000В даими токка кадәр яки хәтта 3000В даими токка кадәр кулланылса, бу җиңел генә мөмкин. Моннан тыш, конденсатор тулысынча разрядланган очракта энергия ике электрод арасында кыска ялганыш разряды барлыкка китерә, бу DC-Link конденсаторы аша зур кереш ток барлыкка китерә, бу гадәттә электролитик конденсаторлар өчен таләпләргә туры килүдән аерылып тора.

Моннан тыш, электролитик конденсаторлар белән чагыштырганда, DC-Link пленка конденсаторлары бик түбән ESR (гадәттә 10 мΩ тан түбән, хәтта <1 мΩ тан түбән) һәм үз-үзен индуктивлык LS (гадәттә 100 нН тан түбән, кайбер очракларда 10 яки 20 нН тан түбән) алу өчен проектланырга мөмкин. Бу DC-Link пленка конденсаторын кулланылганда турыдан-туры IGBT модуленә урнаштырырга мөмкинлек бирә, бу шина панелен DC-Link пленка конденсаторына интеграцияләргә мөмкинлек бирә, шулай итеп пленка конденсаторларын кулланганда махсус IGBT абсорбер конденсаторына ихтыяҗны бетерә, дизайнерга шактый акча янга калдыра. 2 һәм 3 нче рәсемнәрдә кайбер C3A һәм C3B продуктларының техник характеристикалары күрсәтелгән.

3. Йомгаклау

Башта DC-Link конденсаторлары, бәясе һәм зурлыгы аркасында, күбесенчә электролитик конденсаторлар иде.

Шулай да, электролитик конденсаторларга көчәнеш һәм токка чыдамлык тәэсир итә (пленка конденсаторларына караганда ESR күпкә югарырак), шуңа күрә зур сыйдырышлык алу һәм югары көчәнеш куллану таләпләрен канәгатьләндерү өчен берничә электролитик конденсаторны бер-бер артлы һәм параллель тоташтыру кирәк. Моннан тыш, электролит материалының очып китүен исәпкә алып, аны даими рәвештә алыштырырга кирәк. Яңа энергия кушымталары, гадәттә, 15 еллык продукт гомерен таләп итә, шуңа күрә аны бу чорда 2-3 тапкыр алыштырырга кирәк. Шуңа күрә, бөтен машинаны сатудан соңгы хезмәт күрсәтүдә шактый чыгымнар һәм уңайсызлыклар бар. Металлизация каплау технологиясе һәм пленка конденсатор технологиясе үсеше белән, куркынычсызлык пленкасын парга әйләндерү технологиясен кулланып, 450 В тан 1200 В га кадәр яки аннан да югарырак көчәнешле югары сыйдырышлы DC фильтр конденсаторларын ультра-нечкә OPP пленкасы (иң нечкә 2,7 мкм, хәтта 2,4 мкм) белән җитештерү мөмкин булды. Икенче яктан, DC-Link конденсаторларын шина панеле белән интеграцияләү инвертор модуле дизайнын тагын да компактрак итә һәм схеманы оптимальләштерү өчен схеманың адашкан индуктивлыгын шактый киметә.