ამ კვირაში ჩვენ გავაანალიზებთ ელექტროლიტური კონდენსატორების ნაცვლად ფირის კონდენსატორების გამოყენებას DC-შეერთების კონდენსატორებში. ეს სტატია ორ ნაწილად იქნება დაყოფილი.

ახალი ენერგეტიკული ინდუსტრიის განვითარებასთან ერთად, შესაბამისად, ფართოდ გამოიყენება ცვლადი დენის ტექნოლოგია და DC-Link კონდენსატორები განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია, როგორც შერჩევის ერთ-ერთი მთავარი მოწყობილობა. DC-Link კონდენსატორებს DC ფილტრებში ზოგადად სჭირდებათ დიდი ტევადობა, მაღალი დენის დამუშავება და მაღალი ძაბვა და ა.შ. ფირისებრი და ელექტროლიტური კონდენსატორების მახასიათებლების შედარებით და მათთან დაკავშირებული გამოყენების ანალიზით, ეს ნაშრომი ასკვნის, რომ წრედების დიზაინში, რომლებიც მოითხოვენ მაღალ სამუშაო ძაბვას, მაღალ ტალღურ დენს (Irms), ძაბვის გადაჭარბების მოთხოვნებს, ძაბვის შეცვლას, მაღალ შემომხვევ დენს (dV/dt) და ხანგრძლივ სიცოცხლეს, ფირისებრი კონდენსატორები დიზაინერებისთვის ტენდენციად იქცევა ელექტროლიტური კონდენსატორების ჩასანაცვლებლად, როგორც შესრულების, ასევე ფასის თვალსაზრისით, მომავალში. მეტალიზებული ორთქლის დეპონირების ტექნოლოგიისა და ფირისებრი კონდენსატორების ტექნოლოგიის განვითარებით, ფირისებრი კონდენსატორები დიზაინერებისთვის ტენდენციად იქცევა ელექტროლიტური კონდენსატორების ჩასანაცვლებლად, როგორც შესრულების, ასევე ფასის თვალსაზრისით.

სხვადასხვა ქვეყანაში ენერგეტიკასთან დაკავშირებული ახალი პოლიტიკის დანერგვით და ახალი ენერგეტიკული ინდუსტრიის განვითარებით, ამ სფეროში დაკავშირებული ინდუსტრიების განვითარებამ ახალი შესაძლებლობები გააჩინა. კონდენსატორებმა, როგორც არსებითმა, დაკავშირებული პროდუქტის ინდუსტრიამ, ასევე შეიძინა ახალი განვითარების შესაძლებლობები. ახალი ენერგიისა და ახალი ენერგიის სატრანსპორტო საშუალებებში, კონდენსატორები ენერგიის კონტროლის, სიმძლავრის მართვის, სიმძლავრის ინვერტორისა და DC-AC გარდაქმნის სისტემების ძირითადი კომპონენტებია, რომლებიც განსაზღვრავენ კონვერტორის სიცოცხლის ხანგრძლივობას. თუმცა, ინვერტორში, DC ენერგია გამოიყენება შეყვანის ენერგიის წყაროდ, რომელიც ინვერტორთან დაკავშირებულია DC ავტობუსის საშუალებით, რომელსაც DC-Link ან DC მხარდაჭერა ეწოდება. რადგან ინვერტორი DC-Link-დან იღებს მაღალ RMS და პიკურ იმპულსურ დენებს, ის DC-Link-ზე წარმოქმნის მაღალ იმპულსურ ძაბვას, რაც ინვერტორს ართულებს მის გაუძლებლობას. ამიტომ, DC-Link კონდენსატორი საჭიროა DC-Link-დან მაღალი იმპულსური დენის შთანთქმისთვის და ინვერტორის მაღალი იმპულსური ძაბვის რყევის თავიდან ასაცილებლად მისაღებ დიაპაზონში; მეორეს მხრივ, ის ასევე ხელს უშლის ინვერტორებზე ძაბვის გადაჭარბებას და DC-Link-ზე გარდამავალ გადაჭარბებას.

ახალ ენერგეტიკულ (მათ შორის ქარის ენერგიის გენერაციისა და ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის) და ახალი ენერგიის მქონე ავტომობილის ძრავის ამძრავ სისტემებში DC-Link კონდენსატორების გამოყენების სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახაზებში 1 და 2.

სურათი 1 გვიჩვენებს ქარის ენერგიის გადამყვანის სქემის ტოპოლოგიას, სადაც C1 არის DC-Link (ზოგადად ინტეგრირებულია მოდულში), C2 არის IGBT შთანთქმის, C3 არის LC ფილტრაცია (ქსელის მხარე) და C4 როტორის მხარეს DV/DT ფილტრაცია. სურათი 2 გვიჩვენებს ფოტოელექტრული ენერგიის გადამყვანის სქემის ტექნოლოგიას, სადაც C1 არის DC ფილტრაცია, C2 არის EMI ფილტრაცია, C4 არის DC-Link, C6 არის LC ფილტრაცია (ქსელის მხარე), C3 არის DC ფილტრაცია და C5 არის IPM/IGBT შთანთქმა. სურათი 3 გვიჩვენებს ახალი ენერგიის სატრანსპორტო საშუალების სისტემაში მთავარი ძრავის მართვის სისტემას, სადაც C3 არის DC-Link და C4 არის IGBT შთანთქმის კონდენსატორი.

ზემოთ ხსენებულ ახალ ენერგეტიკულ გამოყენებებში, DC-Link კონდენსატორები, როგორც ძირითადი მოწყობილობა, საჭიროა მაღალი საიმედოობისა და ხანგრძლივი ექსპლუატაციისთვის ქარის ენერგიის გენერაციის სისტემებში, ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემებსა და ახალი ენერგიის სატრანსპორტო საშუალებების სისტემებში, ამიტომ მათი შერჩევა განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია. ქვემოთ მოცემულია ფირის კონდენსატორებისა და ელექტროლიტური კონდენსატორების მახასიათებლების შედარება და მათი ანალიზი DC-Link კონდენსატორების გამოყენებაში.

1. მახასიათებლების შედარება

1.1 ფირის კონდენსატორები

პირველად წარმოდგენილია ფირის მეტალიზაციის ტექნოლოგიის პრინციპი: თხელი ფირის ზედაპირზე ლითონის საკმარისად თხელი ფენა ორთქლდება. გარემოში დეფექტის არსებობის შემთხვევაში, ფენას შეუძლია აორთქლება და ამით დეფექტური ადგილის იზოლირება დაცვის მიზნით, ფენომენი, რომელიც ცნობილია როგორც თვითგანკურნება.

სურათი 4 გვიჩვენებს მეტალიზაციის საფარის პრინციპს, სადაც თხელი აპკის გარემო წინასწარი დამუშავების (ანუ კორონას) ქვეშ ხდება აორთქლებამდე, რათა ლითონის მოლეკულებმა შეძლონ მასზე მიკვრა. ლითონი აორთქლდება ვაკუუმში მაღალ ტემპერატურაზე გახსნით (1400℃-დან 1600℃-მდე ალუმინისთვის და 400℃-დან 600℃-მდე თუთიისთვის), ხოლო ლითონის ორთქლი კონდენსირდება აპკის ზედაპირზე, როდესაც ის ხვდება გაციებულ აპკს (აპკის გაგრილების ტემპერატურა -25℃-დან -35℃-მდე), რითაც წარმოიქმნება ლითონის საფარი. მეტალიზაციის ტექნოლოგიის განვითარებამ გააუმჯობესა აპკის დიელექტრიკული სიმტკიცე სისქის ერთეულზე და იმპულსური ან განმუხტვის მშრალი ტექნოლოგიის გამოყენების კონდენსატორის დიზაინმა შეიძლება მიაღწიოს 500 ვ/მმ-ს, ხოლო DC ფილტრის გამოყენების კონდენსატორის დიზაინმა შეიძლება მიაღწიოს 250 ვ/მმ-ს. DC-Link კონდენსატორი მიეკუთვნება ამ უკანასკნელს და IEC61071 სტანდარტის მიხედვით, რომელიც განკუთვნილია ელექტრონიკისთვის, კონდენსატორს შეუძლია გაუძლოს უფრო მძიმე ძაბვის დარტყმებს და მიაღწიოს ნომინალურ ძაბვას 2-ჯერ.

ამიტომ, მომხმარებელმა მხოლოდ მათი დიზაინისთვის საჭირო ნომინალური სამუშაო ძაბვის გათვალისწინება უნდა მოახდინოს. მეტალიზებული ფირის კონდენსატორებს აქვთ დაბალი ESR, რაც მათ საშუალებას აძლევს გაუძლონ უფრო დიდ ტალღურ დენებს; უფრო დაბალი ESL აკმაყოფილებს ინვერტორების დაბალი ინდუქციურობის დიზაინის მოთხოვნებს და ამცირებს რხევის ეფექტს გადართვის სიხშირეებზე.

ფირის დიელექტრიკის ხარისხი, მეტალიზაციის საფარის ხარისხი, კონდენსატორის დიზაინი და წარმოების პროცესი განსაზღვრავს მეტალიზებული კონდენსატორების თვითაღდგენის მახასიათებლებს. წარმოებული DC-Link კონდენსატორებისთვის გამოყენებული ფირის დიელექტრიკი ძირითადად OPP ფირია.

1.2 თავის შინაარსი გამოქვეყნდება მომდევნო კვირის სტატიაში.