Minggu ieu urang nuluykeun tulisan minggu kamari.

1.2 Kapasitor éléktrolitik

Dielektrik anu dianggo dina kapasitor éléktrolitik nyaéta aluminium oksida anu kabentuk ku korosi aluminium, kalayan konstanta dielektrik 8 dugi ka 8,5 sareng kakuatan dielektrik anu dianggo sakitar 0,07V/A (1µm=10000A). Nanging, teu mungkin pikeun ngahontal ketebalan sapertos kitu. Kandelna lapisan aluminium ngirangan faktor kapasitas (kapasitansi spésifik) kapasitor éléktrolitik sabab foil aluminium kedah diukir pikeun ngabentuk pilem aluminium oksida pikeun kéngingkeun karakteristik panyimpenan énergi anu saé, sareng permukaanana bakal ngabentuk seueur permukaan anu henteu rata. Di sisi anu sanés, résistansi éléktrolit nyaéta 150Ωcm pikeun tegangan rendah sareng 5kΩcm pikeun tegangan tinggi (500V). Résistansi éléktrolit anu langkung luhur ngawatesan arus RMS anu tiasa ditahan ku kapasitor éléktrolitik, biasana dugi ka 20mA/µF.

Kusabab kitu, kapasitor éléktrolitik dirancang pikeun tegangan maksimum 450V has (sababaraha produsén individu ngarancang pikeun 600V). Ku alatan éta, pikeun kéngingkeun tegangan anu langkung luhur, perlu pikeun ngahontal éta ku cara nyambungkeun kapasitor sacara séri. Nanging, kusabab bédana résistansi insulasi unggal kapasitor éléktrolitik, résistor kedah disambungkeun ka unggal kapasitor pikeun ngimbangan tegangan unggal kapasitor anu disambungkeun séri. Salaku tambahan, kapasitor éléktrolitik mangrupikeun alat terpolarisasi, sareng nalika tegangan tibalik anu diterapkeun ngaleuwihan 1,5 kali Un, réaksi éléktrokimia lumangsung. Nalika tegangan tibalik anu diterapkeun cukup panjang, kapasitor bakal tumpah kaluar. Pikeun nyingkahan fénoména ieu, dioda kedah disambungkeun di gigireun unggal kapasitor nalika dianggo. Salian ti éta, résistansi lonjakan tegangan kapasitor éléktrolitik umumna 1,15 kali Un, sareng anu saé tiasa ngahontal 1,2 kali Un. Janten para désainer kedah mertimbangkeun henteu ngan ukur tegangan kerja anu ajeg tapi ogé tegangan lonjakan nalika dianggo. Singkatna, tabel babandingan di handap ieu antara kapasitor pilem sareng kapasitor éléktrolitik tiasa digambar, tingali Gambar 1.

2. Analisis Aplikasi

Kapasitor DC-Link salaku filter meryogikeun desain arus anu luhur sareng kapasitas anu luhur. Conto na nyaéta sistem panggerak motor utama tina kendaraan énergi énggal sapertos anu disebatkeun dina Gambar 3. Dina aplikasi ieu, kapasitor maénkeun peran decoupling sareng sirkuitna ngagaduhan arus operasi anu luhur. Kapasitor DC-Link pilem ngagaduhan kaunggulan pikeun tiasa nahan arus operasi anu ageung (Irms). Candak parameter kendaraan énergi énggal 50 ~ 60kW salaku conto, parameterna sapertos kieu: tegangan operasi 330 Vdc, tegangan riak 10Vrms, arus riak 150Arms@10KHz.

Maka kapasitas listrik minimum diitung sapertos kieu:

Ieu gampang diimplementasikeun pikeun desain kapasitor pilem. Anggap kapasitor éléktrolitik dianggo, upami 20mA/μF dipertimbangkeun, kapasitansi minimum kapasitor éléktrolitik diitung pikeun minuhan parameter di luhur sapertos kieu:

Ieu meryogikeun sababaraha kapasitor éléktrolitik anu disambungkeun paralel pikeun kéngingkeun kapasitansi ieu.

Dina aplikasi tegangan kaleuleuwihan, sapertos karéta api ringan, beus listrik, subway, jsb. Nginget yén kakuatan ieu disambungkeun ka pantograf lokomotif ngalangkungan pantograf, kontak antara pantograf sareng pantograf pegat-pegat salami perjalanan transportasi. Nalika duanana henteu kontak, catu daya dirojong ku kapasitor tinta DC-L, sareng nalika kontak dipulihkeun, tegangan kaleuleuwihan dihasilkeun. Kasus anu paling parah nyaéta debit lengkep ku kapasitor DC-Link nalika dipegatkeun, dimana tegangan debit sami sareng tegangan pantograf, sareng nalika kontak dipulihkeun, tegangan kaleuleuwihan anu dihasilkeun ampir dua kali lipat tina Un operasi anu dipeunteun. Pikeun kapasitor pilem, kapasitor DC-Link tiasa diurus tanpa pertimbangan tambahan. Upami kapasitor éléktrolitik dianggo, tegangan kaleuleuwihan nyaéta 1.2Un. Candak metro Shanghai salaku conto. Un=1500Vdc, pikeun kapasitor éléktrolitik pikeun mertimbangkeun tegangan nyaéta:

Teras genep kapasitor 450V kedah disambungkeun sacara séri. Upami desain kapasitor pilem dianggo dina 600Vdc dugi ka 2000Vdc atanapi bahkan 3000Vdc gampang kahontal. Salian ti éta, énergi dina kasus ngaleupaskeun muatan pinuh kapasitor ngabentuk pelepasan sirkuit pondok antara dua éléktroda, ngahasilkeun arus inrush anu ageung ngalangkungan kapasitor DC-Link, anu biasana béda pikeun kapasitor éléktrolitik pikeun minuhan sarat.

Salian ti éta, dibandingkeun sareng kapasitor éléktrolitik, kapasitor pilem DC-Link tiasa dirancang pikeun ngahontal ESR anu handap pisan (biasana di handap 10mΩ, sareng bahkan langkung handap <1mΩ) sareng induktansi mandiri LS (biasana di handap 100nH, sareng dina sababaraha kasus di handap 10 atanapi 20nH). Ieu ngamungkinkeun kapasitor pilem DC-Link dipasang langsung kana modul IGBT nalika diterapkeun, ngamungkinkeun bar beus diintegrasikeun kana kapasitor pilem DC-Link, sahingga ngaleungitkeun kabutuhan kapasitor panyerep IGBT khusus nalika nganggo kapasitor pilem, ngahémat seueur artos pikeun désainer. Gambar 2 sareng 3 nunjukkeun spésifikasi téknis sababaraha produk C3A sareng C3B.

3. Kacindekan

Baheula, kapasitor DC-Link lolobana mangrupa kapasitor éléktrolitik alatan pertimbangan biaya jeung ukuran.

Nanging, kapasitor éléktrolitik kapangaruhan ku kamampuan tahan tegangan sareng arus (ESR anu langkung luhur dibandingkeun sareng kapasitor pilem), janten perlu nyambungkeun sababaraha kapasitor éléktrolitik sacara séri sareng paralel supados kéngingkeun kapasitas anu ageung sareng nyumponan sarat panggunaan tegangan tinggi. Salian ti éta, ngémutan volatilisasi bahan éléktrolit, éta kedah digentos sacara rutin. Aplikasi énergi énggal umumna meryogikeun umur produk 15 taun, janten kedah digentos 2 dugi ka 3 kali salami période ieu. Ku alatan éta, aya biaya sareng gangguan anu lumayan dina layanan purna jual sadaya mesin. Kalayan kamekaran téknologi palapis metalisasi sareng téknologi kapasitor pilem, parantos mungkin pikeun ngahasilkeun kapasitor filter DC kapasitas tinggi kalayan tegangan ti 450V dugi ka 1200V atanapi bahkan langkung luhur kalayan pilem OPP ultra-ipis (2.7µm anu paling ipis, bahkan 2.4µm) nganggo téknologi penguapan pilem kaamanan. Di sisi séjén, integrasi kapasitor DC-Link jeung bus bar ngajadikeun desain modul inverter leuwih ringkes sarta ngurangan pisan induktansi nyasar tina sirkuit pikeun ngaoptimalkeun sirkuit.