ამ კვირაში ვაგრძელებთ გასული კვირის სტატიას.

1.2 ელექტროლიტური კონდენსატორები

ელექტროლიტურ კონდენსატორებში გამოყენებული დიელექტრიკი არის ალუმინის ოქსიდი, რომელიც წარმოიქმნება ალუმინის კოროზიით, დიელექტრიკული მუდმივით 8-დან 8,5-მდე და მოქმედი დიელექტრიკული სიძლიერით დაახლოებით 0,07V/A (1µm=10000A).თუმცა, ასეთი სისქის მიღწევა შეუძლებელია.ალუმინის ფენის სისქე ამცირებს ელექტროლიტური კონდენსატორების სიმძლავრის ფაქტორს (სპეციფიკურ ტევადობას), რადგან ალუმინის ფოლგა უნდა იყოს ამოტვიფრული, რათა შეიქმნას ალუმინის ოქსიდის ფილმი, რათა მივიღოთ ენერგიის შესანახი კარგი მახასიათებლები და ზედაპირი წარმოქმნის ბევრ არათანაბარ ზედაპირს.მეორეს მხრივ, ელექტროლიტის წინაღობა არის 150Ωcm დაბალი ძაბვისთვის და 5kΩcm მაღალი ძაბვისთვის (500V).ელექტროლიტის უფრო მაღალი წინაღობა ზღუდავს RMS დენს, რომელსაც ელექტროლიტური კონდენსატორი უძლებს, ჩვეულებრივ 20 mA/μF-მდე.

ამ მიზეზების გამო ელექტროლიტური კონდენსატორები განკუთვნილია 450 ვოლტის მაქსიმალური ძაბვისთვის (ზოგიერთი ინდივიდუალური მწარმოებლის დიზაინი 600 ვოლტისთვის).ამიტომ, უფრო მაღალი ძაბვის მისაღებად აუცილებელია მათი მიღწევა კონდენსატორების სერიაში შეერთებით.თუმცა, თითოეული ელექტროლიტური კონდენსატორის საიზოლაციო წინააღმდეგობის განსხვავების გამო, რეზისტორი უნდა იყოს დაკავშირებული თითოეულ კონდენსატორთან, რათა დააბალანსოს თითოეული სერია დაკავშირებული კონდენსატორის ძაბვა.გარდა ამისა, ელექტროლიტური კონდენსატორები არის პოლარიზებული მოწყობილობები და როდესაც გამოყენებული საპირისპირო ძაბვა აღემატება 1,5-ჯერ Un-ს, ხდება ელექტროქიმიური რეაქცია.როდესაც გამოყენებული საპირისპირო ძაბვა საკმაოდ გრძელია, კონდენსატორი დაიღვრება.ამ ფენომენის თავიდან ასაცილებლად, დიოდი უნდა იყოს დაკავშირებული თითოეული კონდენსატორის გვერდით, როდესაც ის გამოიყენება.გარდა ამისა, ელექტროლიტური კონდენსატორების ძაბვის დენის წინააღმდეგობა ზოგადად 1,15-ჯერ არის Un-ზე, ხოლო კარგმა შეიძლება მიაღწიოს 1,2-ჯერ Un.ასე რომ, დიზაინერებმა მათი გამოყენებისას უნდა გაითვალისწინონ არა მხოლოდ სტაბილური სამუშაო ძაბვა, არამედ დენის ძაბვაც.მოკლედ, შემდეგი შედარების ცხრილი ფირის კონდენსატორებსა და ელექტროლიტურ კონდენსატორებს შორის შეიძლება დახატოთ, იხილეთ ნახ.1.

2. განაცხადის ანალიზი

DC-Link კონდენსატორები, როგორც ფილტრები, მოითხოვს მაღალი დენის და მაღალი სიმძლავრის დიზაინს.მაგალითი არის ახალი ენერგეტიკული სატრანსპორტო საშუალების ძირითადი ძრავის ამძრავი სისტემა, როგორც ეს ნახსენებია ნახ.3-ში.ამ აპლიკაციაში კონდენსატორი თამაშობს განმუხტვის როლს და წრეს აქვს მაღალი სამუშაო დენი.ფილმის DC-Link კონდენსატორს აქვს უპირატესობა, რომ შეუძლია გაუძლოს დიდ ოპერაციულ დენებს (Irms).მაგალითისთვის აიღეთ 50~60 კვტ ახალი ენერგიის ავტომობილის პარამეტრები, პარამეტრები შემდეგია: ოპერაციული ძაბვა 330 Vdc, ტალღოვანი ძაბვა 10Vrms, ტალღოვანი დენი 150Arms@10KHz.

შემდეგ მინიმალური ელექტრული სიმძლავრე გამოითვლება შემდეგნაირად:

ამის განხორციელება მარტივია ფილმის კონდენსატორის დიზაინისთვის.თუ ვივარაუდებთ, რომ ელექტროლიტური კონდენსატორები გამოიყენება, თუ გათვალისწინებულია 20 mA/μF, ელექტროლიტური კონდენსატორების მინიმალური ტევადობა გამოითვლება ზემოაღნიშნული პარამეტრების დასაკმაყოფილებლად შემდეგნაირად:

ამისათვის საჭიროა რამდენიმე ელექტროლიტური კონდენსატორი პარალელურად დაკავშირებული ამ ტევადობის მისაღებად.

ზედმეტად ძაბვის აპლიკაციებში, როგორიცაა მსუბუქი სარკინიგზო, ელექტროავტობუსი, მეტრო და ა.შ. იმის გათვალისწინებით, რომ ეს სიმძლავრეები დაკავშირებულია ლოკომოტივის პანტოგრაფთან პანტოგრაფის მეშვეობით, პანტოგრაფსა და პანტოგრაფს შორის კონტაქტი წყვეტილია ტრანსპორტირების დროს.როდესაც ეს ორი არ არის კონტაქტში, ელექტრომომარაგებას მხარს უჭერს DC-L მელნის კონდენსატორი, ხოლო კონტაქტის აღდგენისას წარმოიქმნება ზედმეტი ძაბვა.ყველაზე უარესი შემთხვევაა DC-Link კონდენსატორის სრული განმუხტვა გათიშვისას, სადაც გამონადენი ძაბვა ტოლია პანტოგრაფის ძაბვისა და კონტაქტის აღდგენისას მიღებული ზედმეტობა თითქმის ორჯერ აღემატება ნომინალურ მოქმედ Un-ს.ფირის კონდენსატორებისთვის DC-Link კონდენსატორის დამუშავება შესაძლებელია დამატებითი განხილვის გარეშე.თუ ელექტროლიტური კონდენსატორები გამოიყენება, ზედმეტად ძაბვა არის 1.2 უნ.მაგალითისთვის მიიღეთ შანხაის მეტრო.Un=1500Vdc, ელექტროლიტური კონდენსატორისთვის ძაბვის გათვალისწინება არის:

შემდეგ ექვსი 450 ვ კონდენსატორი უნდა იყოს დაკავშირებული სერიულად.თუ ფილმის კონდენსატორის დიზაინი გამოიყენება 600Vdc-დან 2000Vdc-მდე ან თუნდაც 3000Vdc-ში, ადვილად მიიღწევა.გარდა ამისა, კონდენსატორის სრულად განმუხტვის შემთხვევაში ენერგია ქმნის მოკლე ჩართვის გამონადენს ორ ელექტროდს შორის, რაც წარმოქმნის დიდ შემომავალ დენს DC-Link კონდენსატორის მეშვეობით, რომელიც ჩვეულებრივ განსხვავდება ელექტროლიტური კონდენსატორებისთვის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.

გარდა ამისა, ელექტროლიტურ კონდენსატორებთან შედარებით, DC-Link ფირის კონდენსატორები შეიძლება დაპროექტებული იყოს ძალიან დაბალი ESR-ის მისაღწევად (ჩვეულებრივ, 10mΩ-ზე დაბალი და კიდევ უფრო დაბალი <1mΩ) და თვითინდუქციური LS (ჩვეულებრივ 100nH-ზე და ზოგ შემთხვევაში 10 ან 20nH-ზე ქვემოთ) .ეს საშუალებას აძლევს DC-Link ფირის კონდენსატორის დაინსტალირებას პირდაპირ IGBT მოდულში გამოყენებისას, რაც საშუალებას აძლევს ავტობუსის ზოლს ინტეგრირდეს DC-Link ფილმის კონდენსატორში, რითაც აღმოფხვრის სპეციალური IGBT შთამნთქმელი კონდენსატორის საჭიროებას ფილმის კონდენსატორების გამოყენებისას, რაც დაზოგავს დიზაინერმა მნიშვნელოვანი თანხა მიიღო.ნახ.2.და 3 აჩვენებს C3A და C3B ზოგიერთი პროდუქტის ტექნიკურ მახასიათებლებს.

3. დასკვნა

ადრეულ დღეებში, DC-Link კონდენსატორები ძირითადად ელექტროლიტური კონდენსატორები იყო ღირებულებისა და ზომის გათვალისწინებით.

ამასთან, ელექტროლიტურ კონდენსატორებზე გავლენას ახდენს ძაბვისა და დენის გამძლეობა (ბევრად მაღალი ESR ფირის კონდენსატორებთან შედარებით), ამიტომ აუცილებელია რამდენიმე ელექტროლიტური კონდენსატორის დაკავშირება სერიულად და პარალელურად, რათა მიიღოთ დიდი სიმძლავრე და დააკმაყოფილოს მაღალი ძაბვის გამოყენების მოთხოვნები.გარდა ამისა, ელექტროლიტური მასალის აორთქლების გათვალისწინებით, ის რეგულარულად უნდა შეიცვალოს.ახალი ენერგეტიკული აპლიკაციები, როგორც წესი, მოითხოვს პროდუქტის 15 წლიან სიცოცხლეს, ამიტომ ამ პერიოდის განმავლობაში ის 2-დან 3-ჯერ უნდა შეიცვალოს.აქედან გამომდინარე, არის მნიშვნელოვანი ღირებულება და უხერხულობა მთელი აპარატის გაყიდვის შემდგომ მომსახურებაში.მეტალიზაციის საფარის ტექნოლოგიისა და ფირის კონდენსატორის ტექნოლოგიის განვითარებით, შესაძლებელი გახდა მაღალი სიმძლავრის DC ფილტრის კონდენსატორების წარმოება 450 ვ-დან 1200 ვ-მდე ან უფრო მაღალი ძაბვით ულტრა თხელი OPP ფილმით (უწვრილესი 2,7 μm, თუნდაც 2,4 μm) გამოყენებით. უსაფრთხოების ფირის აორთქლების ტექნოლოგია.მეორეს მხრივ, DC-Link კონდენსატორების ინტეგრაცია ავტობუსის ზოლთან ხდის ინვერტორული მოდულის დიზაინს უფრო კომპაქტურს და მნიშვნელოვნად ამცირებს მიკროსქემის მაწანწალა ინდუქციურობას მიკროსქემის ოპტიმიზაციისთვის.