Dës Woch geet et weider mam Artikel vun der leschter Woch.

1.2 Electrolytic capacitors

Den Dielektrik, deen an elektrolytesche Kondensatoren benotzt gëtt, ass Aluminiumoxid geformt duerch Korrosioun vum Aluminium, mat enger dielektrescher Konstant vun 8 bis 8,5 an enger funktionéierender dielektrescher Stäerkt vun ongeféier 0,07V/A (1µm = 10000A).Allerdéngs ass et net méiglech sou eng Dicke z'erreechen.D'Dicke vun der Aluminiumschicht reduzéiert d'Kapazitéitsfaktor (spezifesch Kapazitéit) vun elektrolytesche Kondensatoren, well d'Aluminiumfolie muss geätzt ginn fir en Aluminiumoxidfilm ze bilden fir gutt Energielagerungseigenschaften ze kréien, an d'Uewerfläch wäert vill ongläiche Flächen bilden.Op der anerer Säit ass d'Resistivitéit vum Elektrolyt 150Ωcm fir niddereg Spannung an 5kΩcm fir Héichspannung (500V).Déi méi héich Resistivitéit vum Elektrolyt limitéiert den RMS Stroum, deen den elektrolytesche Kondensator kann ausstoen, typesch op 20mA/µF.

Aus dëse Grënn sinn elektrolytesch Kondensatore fir maximal Spannung vu 450V entworf typesch (e puer individuell Hiersteller designen fir 600V).Dofir, fir méi héich Spannungen ze kréien, ass et néideg se z'erreechen andeems Kondensatoren a Serie verbonne sinn.Wéi och ëmmer, wéinst dem Ënnerscheed an der Isolatiounsresistenz vun all elektrolytesche Kondensator, muss e Widderstand un all Kondensator verbonne sinn fir d'Spannung vun all Serie verbonne Kondensator ze balanséieren.Zousätzlech, elektrolytesch capacitors sinn polariséiert Apparater, a wann der ugewandt ëmgedréint Volt iwwerschratt 1,5 Mol Un, geschitt eng elektrochemesch Reaktioun.Wann déi ugewandte Réckspannung laang genuch ass, wäert de Kondensator erausspillen.Fir dëst Phänomen ze vermeiden, sollt eng Diode nieft all Kondensator verbonne sinn wann se benotzt gëtt.Ausserdeem ass d'Spannungsstroumresistenz vun elektrolytesche Kondensatoren allgemeng 1,15 Mol Un, an déi gutt kënnen 1,2 Mol Un erreechen.Also d'Designer sollen net nëmmen d'Stady-State Aarbechtsspannung berücksichtegen, awer och d'Spannungsspannung wann se se benotzen.Am Resumé kann de folgende Verglach Dësch tëscht Film capacitors an electrolytic capacitors gemoolt ginn, gesinn Fig.1.

2. Applikatioun Analyse

DC-Link Kondensatoren als Filter erfuerderen héich Stroum an héich Kapazitéit Designen.E Beispill ass den Haaptmotor Drive System vun engem neien Energie Gefier wéi an Fig.3 ernimmt.An dëser Applikatioun spillt de Kondensator eng Ofkupplungsroll an de Circuit huet en héije Betribsstroum.De Film DC-Link Kondensator huet de Virdeel datt se grouss Betribsstroum (Irms) widderstoen.Huelt 50 ~ 60kW nei Energie Gefier Parameteren als e Beispill, d'Parameteren sinn wéi follegt: Betribsspannung 330 Vdc, Ripplespannung 10Vrms, Ripplestroum 150Arms@10KHz.

Dann gëtt déi minimal elektresch Kapazitéit berechent wéi:

Dëst ass einfach ze implementéieren fir Filmkondensatordesign.Unzehuelen datt elektrolytesch Kondensatore benotzt ginn, wann 20mA / μF berücksichtegt gëtt, gëtt d'Mindestkapazitéit vun den elektrolytesche Kondensatoren berechent fir déi uewe genannte Parameteren ze erfëllen wéi follegt:

Dëst erfuerdert verschidde elektrolytesch Kondensatoren parallel verbonne fir dës Kapazitéit ze kréien.

Bei Iwwerspannungsapplikatiounen, wéi zum Beispill Liichtebunn, elektresche Bus, Subway, asw.Wann déi zwee net a Kontakt sinn, gëtt d'Energieversuergung vum DC-L Tëntkondensator ënnerstëtzt, a wann de Kontakt restauréiert gëtt, gëtt d'Iwwerspannung generéiert.Am schlëmmste Fall ass eng komplett Entladung vum DC-Link Kondensator wann se ofgeschalt ass, wou d'Entladungsspannung gläich ass mat der Pantographspannung, a wann de Kontakt restauréiert ass, ass déi doraus resultéierend Iwwerspannung bal zweemol déi nominell Operatioun Un.Fir Filmkondensatoren kann den DC-Link Kondensator ouni zousätzlech Betruecht gehandhabt ginn.Wann elektrolytesch Kondensatore benotzt ginn, ass d'Iwwerspannung 1,2 Un.Huelt Shanghai Metro als Beispill.Un = 1500Vdc, fir den elektrolytesche Kondensator fir d'Spannung ze berücksichtegen ass:

Da sollen déi sechs 450V Kondensatoren a Serie verbonne sinn.Wann de Filmkondensatordesign an 600Vdc bis 2000Vdc benotzt gëtt oder souguer 3000Vdc ass liicht erreecht.Ausserdeem bildt d'Energie am Fall vun der voller Entladung vum Kondensator eng Kuerzschluss-Entladung tëscht den zwou Elektroden, generéiert e groussen Inrush-Stroum duerch den DC-Link-Kondensator, wat normalerweis anescht ass fir elektrolytesch Kondensatoren fir d'Ufuerderungen z'erreechen.

Zousätzlech, am Verglach mat elektrolytesche Kondensatoren DC-Link Filmkondensatore kënne entwéckelt ginn fir ganz niddereg ESR z'erreechen (typesch ënner 10mΩ, an nach méi niddereg <1mΩ) a Selbsinduktioun LS (typesch ënner 100nH, an a verschiddene Fäll ënner 10 oder 20nH) .Dëst erlaabt datt den DC-Link Filmkondensator direkt an den IGBT-Modul installéiert gëtt wann se applizéiert ginn, sou datt d'Busbar an den DC-Link Filmkondensator integréiert gëtt, sou datt de Besoin fir eng speziell IGBT Absorberkondensator eliminéiert wann Dir Filmkondensatoren benotzt, spuert den Designer eng bedeitend Zomm Suen.Fig.2.an 3 weisen déi technesch Spezifikatioune vun e puer vun C3A an C3B Produiten.

3. Conclusioun

An de fréien Deeg waren DC-Link Kondensatoren meeschtens elektrolytesch Kondensatoren wéinst Käschte a Gréisst Iwwerleeungen.

Wéi och ëmmer, elektrolytesch Kondensatoren sinn duerch Spannungs- a Stroumresistenzfäegkeet beaflosst (vill méi héich ESR am Verglach mat Filmkondensatoren), sou datt et néideg ass fir e puer elektrolytesch Kondensatoren a Serie a parallel ze verbannen fir grouss Kapazitéit ze kréien an den Ufuerderunge vum Héichspannungsverbrauch ze treffen.Zousätzlech, wann Dir d'Volatiliséierung vum Elektrolytmaterial berücksichtegt, sollt et regelméisseg ersat ginn.Nei Energieapplikatiounen erfuerderen allgemeng e Produktliewen vu 15 Joer, dofir muss et während dëser Period 2 bis 3 Mol ersat ginn.Dofir gëtt et bedeitend Käschten an Nodeel am After-Sales-Service vun der ganzer Maschinn.Mat der Entwécklung vun der Metalliséierungsbeschichtungstechnologie a Filmkondensatortechnologie war et méiglech héich Kapazitéit DC Filterkondensatoren mat Spannung vu 450V bis 1200V oder nach méi héich mat ultra-dënnen OPP Film (déi dënnsten 2.7µm, souguer 2.4µm) ze produzéieren Sécherheet Film vaporization Technologie.Op der anerer Säit mécht d'Integratioun vun DC-Link Kondensatoren mat der Busbar den Invertermoduldesign méi kompakt a reduzéiert d'Sträif Induktioun vum Circuit staark fir de Circuit ze optimiséieren.