Ин ҳафта мо мақолаи ҳафтаи гузаштаро идома медиҳем.

1.2 Конденсаторҳои электролитӣ

Диэлектрике, ки дар конденсаторҳои электролитӣ истифода мешавад, оксиди алюминий аст, ки дар натиҷаи зангзании алюминий ба вуҷуд омадааст, ки доимии диэлектрикии аз 8 то 8,5 ва қувваи кории диэлектрикии тақрибан 0,07В/А (1µm=10000A) дорад. Аммо, ба даст овардани чунин ғафсӣ имконнопазир аст. Ғафсии қабати алюминий омили иқтидор (иқтидори мушаххас)-и конденсаторҳои электролитиро коҳиш медиҳад, зеро фолгаи алюминий бояд барои ба даст овардани хусусиятҳои хуби нигоҳдории энергия барои ташкили плёнкаи оксиди алюминий кандакорӣ карда шавад ва сатҳ сатҳҳои нобаробари зиёдеро ба вуҷуд меорад. Аз тарафи дигар, муқовимати электролит барои шиддати паст 150Ωcm ва барои шиддати баланд (500V) 5kΩcm аст. Муқовимати баланди электролит ҷараёни RMS-ро, ки конденсатори электролитӣ метавонад тоб оварад, одатан то 20mA/µF маҳдуд мекунад.

Аз ин сабабҳо, конденсаторҳои электролитӣ барои шиддати ҳадди аксар 450В тарҳрезӣ шудаанд (баъзе истеҳсолкунандагони алоҳида барои 600В тарҳрезӣ мекунанд). Аз ин рӯ, барои ба даст овардани шиддатҳои баландтар, зарур аст, ки онҳоро тавассути пайваст кардани конденсаторҳо ба таври пайдарпай ба даст оред. Аммо, аз сабаби фарқияти муқовимати изолятсияи ҳар як конденсатори электролитӣ, барои мувозинат кардани шиддати ҳар як конденсатори пайвастшудаи пайдарпай ба ҳар як конденсатор бояд резистор пайваст карда шавад. Ғайр аз ин, конденсаторҳои электролитӣ дастгоҳҳои қутбӣ мебошанд ва вақте ки шиддати баръакси татбиқшуда аз 1,5 маротиба Un зиёд мешавад, реаксияи электрохимиявӣ ба амал меояд. Вақте ки шиддати баръакси татбиқшуда ба қадри кофӣ дароз аст, конденсатор мерезад. Барои пешгирӣ аз ин падида, ҳангоми истифода бояд дар паҳлӯи ҳар як конденсатор диод пайваст карда шавад. Ғайр аз ин, муқовимати афтиши шиддати конденсаторҳои электролитӣ одатан 1,15 маротиба Un аст ва конденсаторҳои хуб метавонанд ба 1,2 маротиба Un расанд. Аз ин рӯ, тарроҳон бояд на танҳо шиддати кории ҳолати устувор, балки инчунин шиддати афтиши онро ҳангоми истифодаи онҳо ба назар гиранд. Хулоса, ҷадвали муқоисавии зеринро байни конденсаторҳои плёнкавӣ ва конденсаторҳои электролитӣ кашидан мумкин аст, ба расми 1 нигаред.

2. Таҳлили барнома

Конденсаторҳои DC-Link ҳамчун филтрҳо ба тарҳҳои ҷараёни баланд ва иқтидори баланд ниёз доранд. Мисол системаи асосии гардонандаи муҳаррики мошини нави энергетикӣ мебошад, ки дар расми 3 зикр шудааст. Дар ин барнома конденсатор нақши ҷудокунандаро мебозад ва схема ҷараёни кори баланд дорад. Конденсатори плёнкавии DC-Link бартарии қобилияти тоб овардан ба ҷараёнҳои кори калон (Irsms)-ро дорад. Параметрҳои мошини нави энергетикии 50~60 кВтро ҳамчун мисол гиред, параметрҳо чунинанд: шиддати корӣ 330 Вдк, шиддати мавҷ 10 Врмс, ҷараёни мавҷ 150 Армс @ 10 кГц.

Пас, иқтидори ҳадди ақали барқ ​​​​ҳамчунин ҳисоб карда мешавад:

Ин барои тарҳрезии конденсатори плёнкавӣ осон аст. Агар конденсаторҳои электролитӣ истифода шаванд, агар 20 мА/μF ба назар гирифта шавад, иқтидори ҳадди ақали конденсаторҳои электролитӣ барои қонеъ кардани параметрҳои дар боло зикршуда чунин ҳисоб карда мешавад:

Барои ба даст овардани ин иқтидор, якчанд конденсаторҳои электролитии ба таври мувозӣ пайвастшударо талаб мекунанд.

Дар барномаҳои аз ҳад зиёд шиддатнок, ба монанди роҳи оҳани сабук, автобуси барқӣ, метро ва ғайра. Бо назардошти он, ки ин қувваҳо тавассути пантограф ба пантографи локомотив пайваст карда шудаанд, тамос байни пантограф ва пантограф ҳангоми сафари нақлиёт фосилавӣ аст. Вақте ки ин ду дар тамос нестанд, манбаи қувва аз ҷониби конденсатори рангии DC-L дастгирӣ карда мешавад ва вақте ки тамос барқарор мешавад, шиддати аз ҳад зиёд ба вуҷуд меояд. Ҳолати бадтарин холӣ шудани пурраи конденсатори DC-Link ҳангоми ҷудо шудан аст, ки дар он шиддати холӣшавӣ ба шиддати пантограф баробар аст ва вақте ки тамос барқарор мешавад, шиддати аз ҳад зиёди ҳосилшуда қариб ду маротиба аз Un-и корӣ зиёдтар аст. Барои конденсаторҳои плёнкавӣ конденсатори DC-Link-ро бе назардошти иловагӣ коркард кардан мумкин аст. Агар конденсаторҳои электролитӣ истифода шаванд, шиддати аз ҳад зиёд 1.2 Un аст. Метрои Шанхайро мисол гиред. Un=1500Vdc, барои конденсатори электролитӣ шиддат чунин аст:

Сипас, шаш конденсатори 450В бояд ба таври пайдарпай пайваст карда шаванд. Агар тарҳи конденсатори плёнкавӣ дар шиддати 600В доимӣ то 2000В доимӣ ё ҳатто 3000В доимӣ истифода шавад, ба осонӣ ба даст оварда мешавад. Илова бар ин, энергия дар сурати пурра холӣ шудани конденсатор як холӣшавии кӯтоҳро байни ду электрод ба вуҷуд меорад ва ҷараёни калони воридшавиро тавассути конденсатори DC-Link ба вуҷуд меорад, ки одатан барои конденсаторҳои электролитӣ барои қонеъ кардани талабот фарқ мекунад.

Илова бар ин, дар муқоиса бо конденсаторҳои электролитӣ, конденсаторҳои плёнкавии DC-Link метавонанд барои ноил шудан ба ESR хеле паст (одатан камтар аз 10 мΩ ва ҳатто камтар аз <1 мΩ) ва LS-и худиндуктивӣ (одатан камтар аз 100 нН ва дар баъзе мавридҳо камтар аз 10 ё 20 нН) тарҳрезӣ карда шаванд. Ин имкон медиҳад, ки конденсатори плёнкавии DC-Link ҳангоми истифода мустақиман ба модули IGBT насб карда шавад, ки имкон медиҳад, ки шинаи шин ба конденсатори плёнкавии DC-Link муттаҳид карда шавад ва бо ин васила ҳангоми истифодаи конденсаторҳои плёнка ниёз ба конденсатори ҷаббандаи махсуси IGBT-ро аз байн мебарад ва барои тарроҳ маблағи назаррасро сарфа мекунад. Расми 2 ва 3 хусусиятҳои техникии баъзе аз маҳсулоти C3A ва C3B-ро нишон медиҳанд.

3. Хулоса

Дар аввал, конденсаторҳои DC-Link асосан конденсаторҳои электролитӣ буданд, ки аз сабаби арзиш ва андоза ба назар мерасиданд.

Аммо, конденсаторҳои электролитӣ аз шиддат ва қобилияти тобоварӣ ба ҷараён таъсир мерасонанд (ESR дар муқоиса бо конденсаторҳои плёнка хеле баландтар), аз ин рӯ, барои ба даст овардани иқтидори калон ва қонеъ кардани талаботи истифодаи шиддати баланд, пайваст кардани якчанд конденсаторҳои электролитӣ ба таври пайдарпай ва мувозӣ зарур аст. Илова бар ин, бо назардошти бухоршавии маводи электролитӣ, он бояд мунтазам иваз карда шавад. Барномаҳои нави энергетикӣ одатан мӯҳлати хизмати маҳсулотро 15 сол талаб мекунанд, аз ин рӯ, он бояд дар ин давра 2 то 3 маротиба иваз карда шавад. Аз ин рӯ, дар хидматрасонии пас аз фурӯши тамоми мошин хароҷоти назаррас ва нороҳатӣ вуҷуд дорад. Бо рушди технологияи пӯшиши металлизатсия ва технологияи конденсаторҳои плёнка, бо истифода аз технологияи бухоршавии плёнкаи бехатарӣ, истеҳсоли конденсаторҳои филтрии DC бо иқтидори баланд бо шиддат аз 450В то 1200В ё ҳатто баландтар имконпазир гардид.