Бул аптада биз өткөн аптадагы макаланы улантабыз.

1.2 Электролиттик конденсаторлор

Электролиттик конденсаторлордо колдонулган диэлектрик - алюминийдин дат басуусунан пайда болгон алюминий кычкылы, анын диэлектрик туруктуулугу 8ден 8,5ке чейин жана жумушчу диэлектриктик бекемдиги болжол менен 0,07В/А (1µm=10000A) түзөт. Бирок, мындай калыңдыкка жетүү мүмкүн эмес. Алюминий катмарынын калыңдыгы электролиттик конденсаторлордун сыйымдуулук коэффициентин (салыштырмалуу сыйымдуулукту) төмөндөтөт, анткени жакшы энергия сактоо мүнөздөмөлөрүн алуу үчүн алюминий фольгасын алюминий кычкылы пленкасын түзүү үчүн оюп салуу керек, ал эми бет көптөгөн тегиз эмес беттерди пайда кылат. Башка жагынан алганда, электролиттин каршылыгы төмөнкү чыңалуу үчүн 150Ωсм-1 жана жогорку чыңалуу (500V) үчүн 5кΩсм-1 түзөт. Электролиттин жогорку каршылыгы электролиттик конденсатор туруштук бере ала турган RMS тогун, адатта 20мА/µF чейин чектейт.

Ушул себептерден улам электролиттик конденсаторлор типтүү түрдө 450 В максималдуу чыңалууга ылайыкташтырылган (айрым өндүрүүчүлөр 600 В үчүн долбоорлошот). Ошондуктан, жогорку чыңалууларды алуу үчүн конденсаторлорду удаалаш туташтыруу менен аларга жетүү керек. Бирок, ар бир электролиттик конденсатордун изоляциялык каршылыгынын айырмачылыгынан улам, ар бир удаалаш туташтырылган конденсатордун чыңалуусун тең салмактоо үчүн ар бир конденсаторго резистор туташтырылышы керек. Мындан тышкары, электролиттик конденсаторлор поляризацияланган түзүлүштөр болуп саналат жана колдонулган тескери чыңалуу 1,5 эсе Un ашканда, электрохимиялык реакция жүрөт. Колдонулган тескери чыңалуу жетиштүү узун болгондо, конденсатор төгүлүп чыгат. Бул кубулушту болтурбоо үчүн, ар бир конденсатор колдонулганда анын жанына диод туташтырылышы керек. Мындан тышкары, электролиттик конденсаторлордун чыңалууга туруктуу каршылыгы жалпысынан 1,15 эсе Un, ал эми жакшылары 1,2 эсе Un жетиши мүмкүн. Ошондуктан, дизайнерлер аларды колдонууда туруктуу абалдагы жумушчу чыңалууну гана эмес, ошондой эле тескери чыңалуусун да эске алышы керек. Кыскача айтканда, пленка конденсаторлору менен электролиттик конденсаторлордун ортосундагы төмөнкү салыштыруу таблицасын тартууга болот, 1-сүрөттү караңыз.

2. Колдонмону талдоо

Чыпка катары DC-Link конденсаторлору жогорку ток жана жогорку кубаттуулуктагы конструкцияларды талап кылат. Мисал катары 3-сүрөттө айтылгандай, жаңы энергия менен иштеген унаанын негизги кыймылдаткыч системасын келтирүүгө болот. Бул колдонмодо конденсатор ажыратуучу ролду ойнойт жана схема жогорку жумушчу токко ээ. Плёнкалуу DC-Link конденсатору чоң жумушчу токко (Irsms) туруштук бере алуу артыкчылыгына ээ. Мисал катары 50~60 кВт жаңы энергия менен иштеген унаанын параметрлерин алалы, параметрлери төмөнкүдөй: жумушчу чыңалуу 330 В туруктуу ток, толкун чыңалуу 10Врмс, толкун тогу 150Армс@10КГц.

Андан кийин минималдуу электр кубаттуулугу төмөнкүдөй эсептелет:

Бул пленкалуу конденсаторду долбоорлоодо ишке ашырууга оңой. Электролиттик конденсаторлор колдонулат деп эсептесек, эгерде 20 мА/μF каралса, электролиттик конденсаторлордун минималдуу сыйымдуулугу жогорудагы параметрлерге төмөнкүдөй жооп берүү үчүн эсептелет:

Бул сыйымдуулукту алуу үчүн параллель туташтырылган бир нече электролиттик конденсаторлор талап кылынат.

Жеңил темир жол, электр автобусу, метро ж.б. сыяктуу ашыкча чыңалуудагы колдонмолордо. Бул кубаттуулуктар локомотив пантографына пантограф аркылуу туташтырылганын эске алганда, пантограф менен пантографтын ортосундагы байланыш транспорттук сапар учурунда үзгүлтүккө учурайт. Экөө тийбегенде, кубат булагы DC-L сыя конденсатору менен колдоого алынат жана байланыш калыбына келтирилгенде, ашыкча чыңалуу пайда болот. Эң начар учур - ажыратылганда DC-Link конденсаторунун толук разряддалышы, мында разряд чыңалуусу пантограф чыңалуусуна барабар болот жана байланыш калыбына келтирилгенде, пайда болгон ашыкча чыңалуу номиналдык иштөөчү Unден дээрлик эки эсе көп. Плёнка конденсаторлору үчүн DC-Link конденсаторун кошумча ойлонбостон иштетүүгө болот. Эгерде электролиттик конденсаторлор колдонулса, ашыкча чыңалуу 1,2 Un түзөт. Шанхай метросун мисал катары алалы. Un=1500V туруктуу ток, электролиттик конденсатор үчүн чыңалуу төмөнкүдөй:

Андан кийин алты 450 В конденсатор удаалаш туташтырылышы керек. Эгерде пленка конденсаторунун дизайны 600 В туруктуу токтон 2000 В туруктуу токко же ал тургай 3000 В туруктуу токко чейин колдонулса, анда ал оңой эле ишке ашат. Мындан тышкары, конденсатор толугу менен разряддалган учурда энергия эки электроддун ортосунда кыска туташуу разрядын пайда кылат, бул DC-Link конденсатору аркылуу чоң кирүүчү токту пайда кылат, бул көбүнчө электролиттик конденсаторлордун талаптарга жооп бериши үчүн башкача болот.

Мындан тышкары, электролиттик конденсаторлорго салыштырмалуу DC-Link пленка конденсаторлору өтө төмөн ESRге (адатта 10 мΩ төмөн, ал тургай <1 мΩ төмөн) жана өзүн-өзү индукциялоочу LSге (адатта 100 нН төмөн, ал эми кээ бир учурларда 10 же 20 нН төмөн) жетүү үчүн иштелип чыгышы мүмкүн. Бул DC-Link пленка конденсаторун колдонулганда түздөн-түз IGBT модулуна орнотууга мүмкүндүк берет, бул шина тилкесин DC-Link пленка конденсаторуна интеграциялоого мүмкүндүк берет, ошону менен пленка конденсаторлорун колдонууда атайын IGBT абсорбер конденсаторуна болгон муктаждыкты жок кылат, бул дизайнерге бир топ акча үнөмдөөгө мүмкүндүк берет. 2 жана 3-сүрөттөрдө C3A жана C3B продукцияларынын айрымдарынын техникалык мүнөздөмөлөрү көрсөтүлгөн.

3. Жыйынтык

Алгачкы күндөрү DC-Link конденсаторлору баасы жана өлчөмүнө байланыштуу көбүнчө электролиттик конденсаторлор болгон.

Бирок, электролиттик конденсаторлор чыңалууга жана токко туруштук берүү жөндөмдүүлүгүнө таасир этет (пленкалык конденсаторлорго салыштырмалуу ESR бир топ жогору), ошондуктан чоң кубаттуулукту алуу жана жогорку чыңалуудагы колдонуу талаптарын канааттандыруу үчүн бир нече электролиттик конденсаторлорду удаалаш жана параллель туташтыруу зарыл. Мындан тышкары, электролит материалынын учуп кетишин эске алуу менен, аны үзгүлтүксүз алмаштырып туруу керек. Жаңы энергетикалык колдонмолор, адатта, продукттун иштөө мөөнөтүн 15 жылга чейин талап кылат, андыктан бул мезгилде аны 2-3 жолу алмаштыруу керек. Ошондуктан, бүтүндөй машинаны сатуудан кийинки тейлөөдө бир топ чыгымдар жана ыңгайсыздыктар бар. Металлдаштыруу каптоо технологиясынын жана пленкалык конденсатор технологиясынын өнүгүшү менен, коопсуздук пленкасынын буулануусу технологиясын колдонуп, ультра жука OPP пленкасы (эң жука 2,7 мкм, ал тургай 2,4 мкм) менен 450 Вдон 1200 Вго чейинки же андан да жогорку чыңалуудагы жогорку кубаттуулуктагы туруктуу ток чыпка конденсаторлорун өндүрүүгө мүмкүн болду. Башка жагынан алганда, DC-Link конденсаторлорун шина тилкеси менен интеграциялоо инвертордук модулдун дизайнын компакттуураак кылат жана схеманы оптималдаштыруу үчүн схеманын адашкан индуктивдүүлүгүн бир топ азайтат.