Bu hafta biz o'tgan haftadagi maqolani davom ettiramiz.

1.2 Elektrolitik kondensatorlar

Elektrolitik kondensatorlarda ishlatiladigan dielektrik alyuminiyning korroziyasi natijasida hosil bo'lgan alyuminiy oksidi bo'lib, uning dielektrik doimiysi 8 dan 8,5 gacha va ishchi dielektrik kuchi taxminan 0,07V/A (1µm=10000A) ga teng. Biroq, bunday qalinlikka erishish mumkin emas. Alyuminiy qatlamining qalinligi elektrolitik kondensatorlarning sig'im koeffitsientini (solishtirma sig'im) kamaytiradi, chunki yaxshi energiya saqlash xususiyatlariga ega bo'lish uchun alyuminiy oksidi plyonkasini hosil qilish uchun alyuminiy folga o'yib ishlangan bo'lishi kerak va sirt ko'plab notekis sirtlarni hosil qiladi. Boshqa tomondan, elektrolitning qarshiligi past kuchlanish uchun 150Ωcm va yuqori kuchlanish (500V) uchun 5kΩcm ni tashkil qiladi. Elektrolitning yuqori qarshiligi elektrolitik kondensator bardosh bera oladigan RMS oqimini odatda 20mA/µF gacha cheklaydi.

Shu sabablarga ko'ra, elektrolitik kondensatorlar odatda maksimal 450V kuchlanish uchun mo'ljallangan (ba'zi ishlab chiqaruvchilar 600V uchun mo'ljallangan). Shuning uchun, yuqori kuchlanishlarni olish uchun kondensatorlarni ketma-ket ulash orqali ularga erishish kerak. Biroq, har bir elektrolitik kondensatorning izolyatsiya qarshiligidagi farq tufayli, har bir ketma-ket ulangan kondensatorning kuchlanishini muvozanatlash uchun har bir kondensatorga rezistor ulanishi kerak. Bundan tashqari, elektrolitik kondensatorlar qutblangan qurilmalar bo'lib, qo'llaniladigan teskari kuchlanish 1,5 baravar Un dan oshganda, elektrokimyoviy reaksiya sodir bo'ladi. Qo'llaniladigan teskari kuchlanish yetarlicha uzun bo'lganda, kondensator to'kiladi. Ushbu hodisaning oldini olish uchun har bir kondensator ishlatilganda uning yoniga diod ulanishi kerak. Bundan tashqari, elektrolitik kondensatorlarning kuchlanishning oshishiga qarshiligi odatda 1,15 baravar Un ni tashkil qiladi va yaxshilari 1,2 baravar Un ga yetishi mumkin. Shuning uchun dizaynerlar ulardan foydalanganda nafaqat barqaror ish kuchlanishini, balki oshish kuchlanishini ham hisobga olishlari kerak. Xulosa qilib aytganda, plyonkali kondensatorlar va elektrolitik kondensatorlar o'rtasidagi quyidagi taqqoslash jadvalini chizish mumkin, 1-rasmga qarang.

2. Ilova tahlili

Filtr sifatida DC-Link kondensatorlari yuqori tok va yuqori quvvatli dizaynlarni talab qiladi. Bunga misol qilib 3-rasmda aytib o'tilganidek, yangi energiya vositasining asosiy motorli haydovchi tizimini keltirish mumkin. Ushbu qo'llanmada kondensator ajratish rolini o'ynaydi va sxema yuqori ish oqimiga ega. Plyonkali DC-Link kondensatorining afzalligi shundaki, u katta ish oqimlariga (Irms) bardosh bera oladi. Misol tariqasida 50~60 kVt quvvatga ega yangi energiya vositasining parametrlarini olaylik, parametrlar quyidagicha: ish kuchlanishi 330 Vdc, to'lqin kuchlanishi 10Vrms, to'lqin oqimi 150Arms@10KHz.

Keyin minimal elektr quvvati quyidagicha hisoblanadi:

Bu plyonkali kondensatorlarni loyihalashda qo'llash oson. Elektrolitik kondensatorlardan foydalanilgan deb faraz qilsak, agar 20mA/μF hisobga olinsa, elektrolitik kondensatorlarning minimal sig'imi yuqoridagi parametrlarga quyidagicha javob berish uchun hisoblanadi:

Bu sig'imni olish uchun parallel ravishda ulangan bir nechta elektrolitik kondensatorlar kerak bo'ladi.

Yengil temir yo'l, elektr avtobus, metro va boshqalar kabi yuqori kuchlanishli dasturlarda. Ushbu quvvatlar lokomotiv pantografiga pantograf orqali ulanganligini hisobga olsak, pantograf va pantograf o'rtasidagi aloqa transport harakati davomida uzilishlarga olib keladi. Ikkalasi aloqada bo'lmaganda, quvvat manbai DC-L siyoh kondensatori tomonidan quvvatlanadi va aloqa tiklanganda yuqori kuchlanish hosil bo'ladi. Eng yomon holat - bu uzilganda DC-Link kondensatori tomonidan to'liq zaryadsizlanish, bu yerda zaryadsizlanish kuchlanishi pantograf kuchlanishiga teng bo'ladi va aloqa tiklanganda, natijada yuqori kuchlanish nominal ishlaydigan Un dan deyarli ikki baravar ko'p bo'ladi. Plyonkali kondensatorlar uchun DC-Link kondensatorini qo'shimcha e'tiborsiz boshqarish mumkin. Agar elektrolitik kondensatorlardan foydalanilsa, yuqori kuchlanish 1,2 Un ni tashkil qiladi. Shanxay metrosini misol qilib olaylik. Un=1500Vdc, elektrolitik kondensator uchun kuchlanishni hisobga olish kerak:

Keyin oltita 450V kondensator ketma-ket ulanishi kerak. Agar plyonkali kondensator dizayni 600V doimiy tokdan 2000V doimiy tokgacha yoki hatto 3000V doimiy tokda ishlatilsa, bunga osongina erishish mumkin. Bundan tashqari, kondensator to'liq zaryadsizlangan taqdirda energiya ikki elektrod o'rtasida qisqa tutashuvli zaryadsizlanishni hosil qiladi va DC-Link kondensatorida katta kirish oqimini hosil qiladi, bu odatda elektrolitik kondensatorlarning talablarga javob berishidan farq qiladi.

Bundan tashqari, elektrolitik kondensatorlarga nisbatan DC-Link plyonkali kondensatorlari juda past ESR (odatda 10mΩ dan past va hatto <1mΩ dan past) va o'z-o'zidan induktiv LS (odatda 100nH dan past va ba'zi hollarda 10 yoki 20nH dan past) ga erishish uchun mo'ljallangan bo'lishi mumkin. Bu DC-Link plyonkali kondensatorni qo'llanilganda to'g'ridan-to'g'ri IGBT moduliga o'rnatish imkonini beradi, bu esa shina panelini DC-Link plyonkali kondensatorga birlashtirish imkonini beradi, shu bilan plyonkali kondensatorlardan foydalanganda maxsus IGBT yutuvchi kondensatorga ehtiyojni bartaraf etadi va dizaynerga katta miqdorda pulni tejaydi. 2 va 3-rasmlarda ba'zi C3A va C3B mahsulotlarining texnik xususiyatlari ko'rsatilgan.

3. Xulosa

Dastlabki kunlarda DC-Link kondensatorlari asosan narx va o'lchamlari tufayli elektrolitik kondensatorlar edi.

Biroq, elektrolitik kondensatorlar kuchlanish va tokka chidamlilik qobiliyatiga ta'sir qiladi (plyonkali kondensatorlarga nisbatan ESR ancha yuqori), shuning uchun katta quvvatga ega bo'lish va yuqori kuchlanishdan foydalanish talablariga javob berish uchun bir nechta elektrolitik kondensatorlarni ketma-ket va parallel ravishda ulash kerak. Bundan tashqari, elektrolit materialining uchuvchanligini hisobga olgan holda, uni muntazam ravishda almashtirish kerak. Yangi energiya qo'llanmalari odatda mahsulotning ishlash muddatini 15 yil talab qiladi, shuning uchun uni bu davrda 2-3 marta almashtirish kerak. Shuning uchun, butun mashinaning sotishdan keyingi xizmatida sezilarli xarajat va noqulayliklar mavjud. Metallizatsiya qoplama texnologiyasi va plyonkali kondensator texnologiyasining rivojlanishi bilan xavfsizlik plyonkasini bug'lantirish texnologiyasidan foydalangan holda ultra yupqa OPP plyonkasi (eng yupqa 2,7µm, hatto 2,4µm) bilan 450V dan 1200V gacha yoki undan ham yuqori kuchlanishli yuqori quvvatli DC filtrli kondensatorlarni ishlab chiqarish mumkin bo'ldi. Boshqa tomondan, DC-Link kondensatorlarini shina paneli bilan integratsiyalash inverter moduli dizaynini yanada ixcham qiladi va sxemani optimallashtirish uchun sxemaning adashgan induktivligini sezilarli darajada kamaytiradi.