Энэ долоо хоногт бид өнгөрсөн долоо хоногийн нийтлэлээ үргэлжлүүлнэ.

1.2 Электролитийн конденсаторууд

Электролитийн конденсаторуудад ашигладаг диэлектрик нь хөнгөн цагааны зэврэлтээс үүссэн хөнгөн цагааны исэл бөгөөд диэлектрик тогтмол нь 8-8.5, ажиллах диэлектрик бат бэх нь ойролцоогоор 0.07В/А (1µm=10000A) байдаг. Гэсэн хэдий ч ийм зузаантай болох боломжгүй юм. Хөнгөн цагаан давхаргын зузаан нь электролитийн конденсаторын багтаамжийн коэффициентийг (хувийн багтаамж) бууруулдаг, учир нь хөнгөн цагаан тугалган цаасыг хөнгөн цагааны ислийн хальс үүсгэхийн тулд сийлэх шаардлагатай бөгөөд гадаргуу нь олон тэгш бус гадаргуу үүсгэдэг. Нөгөөтэйгүүр, электролитийн эсэргүүцэл нь бага хүчдэлийн хувьд 150Ωсм, өндөр хүчдэлийн (500V) хувьд 5кΩсм байна. Электролитийн өндөр эсэргүүцэл нь электролитийн конденсаторын тэсвэрлэх RMS гүйдлийг ихэвчлэн 20мА/µF хүртэл хязгаарладаг.

Эдгээр шалтгааны улмаас электролитийн конденсаторыг ердийн 450В-ын хамгийн их хүчдэлд зориулагдсан байдаг (зарим үйлдвэрлэгчид 600В-ын хүчдэлд зориулж зохион бүтээдэг). Тиймээс илүү өндөр хүчдэл авахын тулд конденсаторыг цуваа холбосноор тэдгээрийг бий болгох шаардлагатай. Гэсэн хэдий ч электролитийн конденсатор бүрийн тусгаарлагчийн эсэргүүцлийн зөрүүгээс шалтгаалан цуваа холбогдсон конденсатор бүрийн хүчдэлийг тэнцвэржүүлэхийн тулд конденсатор бүрт резистор холбох шаардлагатай. Үүнээс гадна электролитийн конденсаторууд нь туйлширсан төхөөрөмж бөгөөд хэрэглэсэн урвуу хүчдэл нь 1.5 дахин Un-ээс хэтэрсэн тохиолдолд электрохимийн урвал явагддаг. Хэрэглэсэн урвуу хүчдэл хангалттай урт байх үед конденсатор асгарна. Энэ үзэгдлээс зайлсхийхийн тулд конденсаторыг ашиглах үед диодыг хажууд нь холбох хэрэгтэй. Үүнээс гадна электролитийн конденсаторуудын хүчдэлийн огцом өсөлтийн эсэргүүцэл нь ерөнхийдөө 1.15 дахин Un байдаг бөгөөд сайн конденсаторууд нь 1.2 дахин Un хүрч чаддаг. Тиймээс дизайнерууд зөвхөн тогтвортой төлөвийн ажиллах хүчдэлийг төдийгүй тэдгээрийг ашиглах үед огцом өсөлтийн хүчдэлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Товчхондоо, хальсан конденсатор ба электролитийн конденсаторуудын харьцуулсан хүснэгтийг Зураг 1-ээс үзнэ үү.

2. Хэрэглээний шинжилгээ

Шүүлтүүр болгон ашигладаг DC-Link конденсаторууд нь өндөр гүйдэл болон өндөр багтаамжийн загвар шаарддаг. Жишээ нь, Зураг 3-т дурдсанчлан шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн гол хөдөлгүүрийн хөтлөгч систем юм. Энэ хэрэглээнд конденсатор нь салгах үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд хэлхээ нь өндөр ажиллах гүйдэлтэй байдаг. Кино DC-Link конденсатор нь их хэмжээний ажиллах гүйдлийг (Irsms) тэсвэрлэх чадвартай гэдгээрээ давуу талтай. Жишээ болгон 50~60кВт-ын шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн параметрүүдийг авч үзье, параметрүүд нь дараах байдалтай байна: ажиллах хүчдэл 330 Вdc, долгионы хүчдэл 10Vrms, долгионы гүйдэл 150Arms@10KHz.

Дараа нь хамгийн бага цахилгаан багтаамжийг дараах байдлаар тооцоолно.

Үүнийг хальсан конденсаторын загварт хэрэгжүүлэхэд хялбар юм. Электролитийн конденсаторыг ашиглаж байгаа гэж үзвэл, хэрэв 20мА/μF гэж үзвэл электролитийн конденсаторын хамгийн бага багтаамжийг дээрх параметрүүдийг хангахын тулд дараах байдлаар тооцоолно.

Энэ багтаамжийг авахын тулд зэрэгцээ холбогдсон хэд хэдэн электролитийн конденсатор шаардлагатай.

Хөнгөн төмөр зам, цахилгаан автобус, метро гэх мэт хэт хүчдэлийн хэрэглээнд. Эдгээр хүч нь пантографаар дамжуулан зүтгүүрийн пантографтай холбогдсон тул пантограф болон пантографын хоорондох холбоо нь тээвэрлэлтийн явцад тасалдалтай байдаг. Хоёр нь холбоогүй үед цахилгаан хангамжийг DC-L бэхний конденсатор дэмждэг бөгөөд холбоо сэргэсэн үед хэт хүчдэл үүсдэг. Хамгийн муу тохиолдолд DC-Link конденсатор салгагдсан үед бүрэн цэнэггүй болох бөгөөд цэнэггүйжүүлэх хүчдэл нь пантографын хүчдэлтэй тэнцүү бөгөөд холбоо сэргэсэн үед үүссэн хэт хүчдэл нь нэрлэсэн ажиллах Un-ээс бараг хоёр дахин их байдаг. Кино конденсаторын хувьд DC-Link конденсаторыг нэмэлт тооцоогүйгээр зохицуулж болно. Хэрэв электролитийн конденсатор ашиглавал хэт хүчдэл нь 1.2Un байна. Шанхайн метроны жишээг авч үзье. Un=1500Vdc, электролитийн конденсаторын хувьд хүчдэлийг авч үзвэл:

Дараа нь зургаан 450В конденсаторыг цуваа холбох хэрэгтэй. Хэрэв хальсан конденсаторын загварыг 600В тогтмол гүйдлээс 2000В тогтмол гүйдэл эсвэл бүр 3000В тогтмол гүйдлийн хүчдэлд ашиглавал хялбархан хийж болно. Үүнээс гадна, конденсаторыг бүрэн цэнэггүй болгох үед энерги нь хоёр электродын хооронд богино залгааны цэнэг алдалт үүсгэж, DC-Link конденсатороор дамжуулан их хэмжээний оролтын гүйдэл үүсгэдэг бөгөөд энэ нь электролитийн конденсаторуудын шаардлагыг хангахад ихэвчлэн өөр байдаг.

Үүнээс гадна, электролитийн конденсаторуудтай харьцуулахад DC-Link хальсан конденсаторыг маш бага ESR (ихэвчлэн 10мΩ-ээс доош, бүр <1мΩ-ээс доош) болон өөрийн индукцийн LS (ихэвчлэн 100нH-ээс доош, зарим тохиолдолд 10 эсвэл 20нH-ээс доош) хүрэхээр зохион бүтээж болно. Энэ нь DC-Link хальсан конденсаторыг хэрэглэх үед IGBT модульд шууд суурилуулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь шинийн самбарыг DC-Link хальсан конденсатортой нэгтгэх боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр хальсан конденсаторыг ашиглах үед тусгай IGBT шингээгч конденсатор шаардлагагүй болж, дизайнерт ихээхэн хэмжээний мөнгө хэмнэдэг. Зураг 2. ба 3-т C3A болон C3B бүтээгдэхүүний зарим техникийн үзүүлэлтүүдийг харуулав.

3. Дүгнэлт

Эрт дээр үед DC-Link конденсаторууд нь өртөг болон хэмжээнээс шалтгаалан ихэвчлэн электролитийн конденсаторууд байсан.

Гэсэн хэдий ч электролитийн конденсаторууд нь хүчдэл болон гүйдлийн тэсвэрлэх чадварт нөлөөлдөг (хальсан конденсатортой харьцуулахад ESR нь хамаагүй өндөр) тул өндөр хүчин чадал олж авах, өндөр хүчдэлийн хэрэглээний шаардлагыг хангахын тулд хэд хэдэн электролитийн конденсаторыг цуваа болон зэрэгцээ холбох шаардлагатай. Үүнээс гадна, электролитийн материалын ууршилтыг харгалзан үзвэл тогтмол солих шаардлагатай. Шинэ эрчим хүчний хэрэглээнд ерөнхийдөө 15 жилийн ашиглалтын хугацаа шаардагддаг тул энэ хугацаанд 2-3 удаа солих шаардлагатай. Тиймээс бүхэл бүтэн машины борлуулалтын дараах үйлчилгээнд ихээхэн зардал, таагүй байдал үүсдэг. Металлжуулалтын бүрэх технологи болон хальсан конденсаторын технологийг хөгжүүлснээр аюулгүйн хальсан ууршилтын технологийг ашиглан хэт нимгэн OPP хальс (хамгийн нимгэн 2.7µm, тэр ч байтугай 2.4µm) ашиглан 450V-ээс 1200V хүртэлх хүчдэлтэй өндөр хүчин чадалтай DC шүүлтүүрийн конденсатор үйлдвэрлэх боломжтой болсон. Нөгөөтэйгүүр, DC-Link конденсаторыг автобусны бартай нэгтгэх нь инвертер модулийн загварыг илүү авсаархан болгож, хэлхээг оновчтой болгохын тулд хэлхээний тэнэмэл индуктив чанарыг эрс бууруулдаг.