Bu hepde biz geçen hepdeki makala bilen dowam edýäris.

1.2 Elektrolitik kondensatorlar

Elektrolitik kondensatorlarda ulanylýan dielektrik alýuminiň poslamasyndan emele gelen alýumin oksididir, dielektrik hemişelikligi 8-den 8,5-e çenli we işçi dielektrik güýji takmynan 0,07V/A (1µm=10000A) bolýar. Şeýle-de bolsa, şeýle galyňlyga ýetmek mümkin däl. Alýumin gatlagynyň galyňlygy elektrolitik kondensatorlaryň kuwwatlylyk faktoryny (öz-özüne laýyk kuwwatlylygy) azaldýar, sebäbi energiýany gowy saklamak häsiýetlerini almak üçin alýumin oksid plýonkasyny emele getirmek üçin alýumin folgasyny oýup almaly bolýar we ýüz köp deň däl ýüzleri emele getirýär. Beýleki tarapdan, elektrolitiň garşylygy pes woltlylyk üçin 150Ωsm-1, ýokary woltlylyk (500V) üçin bolsa 5kΩsm-1 deňdir. Elektrolitiň ýokary garşylygy elektrolitik kondensatoryň çydap biljek RMS toguny, adatça 20mA/µF-e çenli çäklendirýär.

Şu sebäplere görä, elektrolitik kondensatorlar adaty 450V maksimum naprýaženiýe üçin niýetlenendir (käbir aýry öndürijiler 600V üçin dizaýn edýärler). Şonuň üçin has ýokary naprýaženiýeleri almak üçin kondensatorlary yzygiderli birikdirmek arkaly olara ýetmek zerurdyr. Şeýle-de bolsa, her bir elektrolitik kondensatoryň izolýasiýa garşylygyndaky tapawut sebäpli, her bir yzygiderli birikdirilen kondensatoryň naprýaženiýesini deňleşdirmek üçin her bir kondensaja rezistor birikdirilmelidir. Mundan başga-da, elektrolitik kondensatorlar polýarlaşdyrylan enjamlardyr we berlen ters naprýaženiýe 1,5 esse Un-den geçende, elektrohimiki reaksiýa ýüze çykýar. Berlen ters naprýaženiýe ýeterlik uzyn bolanda, kondensator dökülýär. Bu hadysanyň öňüni almak üçin, her bir kondensator ulanylanda onuň ýanyna diod birikdirilmelidir. Mundan başga-da, elektrolitik kondensatorlaryň naprýaženiýe garşylygy, adatça, 1,15 esse Un-den ýokarydyr, gowylary bolsa 1,2 esse Un-e ýetip biler. Şonuň üçin dizaýnerler diňe bir durnukly iş naprýaženiýesini däl, eýsem olary ulananda naprýaženiýeni hem göz öňünde tutmalydyrlar. Gysgaça aýdylanda, plýonka kondensatorlary we elektrolitik kondensatorlaryň arasyndaky aşakdaky deňeşdirme tablisasyny çekip bolýar, 1-nji surata serediň.

2. Programmanyň seljermesi

DC-Link kondensatorlaryny süzgüç hökmünde ulanmak üçin ýokary tok we ýokary kuwwatlylyk dizaýnlary gerek. Mysal üçin, 3-nji suratda görkezilişi ýaly, täze energiýa ulagynyň esasy hereketlendiriji ulgamyny görkezmek bolar. Bu ulanylyşda kondensator aýrylyş rolyny oýnaýar we zynjyr ýokary iş tokuna eýedir. Plýonkaly DC-Link kondensatorynyň uly iş toklaryna (Irms) çydap bilmegi artykmaçlygy bar. Mysal hökmünde 50~60kW täze energiýa ulagynyň parametrlerini alyň, parametrler aşakdaky ýaly: iş naprýaženiýesi 330 Vdc, tolkun naprýaženiýesi 10Vrms, tolkun tok 150Arms@10KHz.

Soňra minimal elektrik kuwwaty aşakdaky ýaly hasaplanýar:

Bu plýonka kondensatorynyň dizaýny üçin amala aşyrmak aňsat. Elektrolitik kondensatorlaryň ulanylýandygyny göz öňünde tutup, eger 20mA/μF göz öňünde tutulsa, elektrolitik kondensatorlaryň minimal kuwwaty ýokardaky parametrlere laýyk gelýän ýaly hasaplanýar:

Bu kuwwatlylygy almak üçin parallel birikdirilen birnäçe elektrolitik kondensator gerek.

Ýeňil demir ýol, elektrik awtobusy, metro we ş.m. ýaly artykmaç naprýaženiýeli ulanylyşlarda. Bu kuwwatlaryň pantograf arkaly lokomotiw pantografa birikdirilendigini göz öňünde tutup, pantograf bilen pantografyň arasyndaky kontakt daşama syýahaty wagtynda arakesme bolýar. Ikisi bir-birine degmedik mahaly, elektrik üpjünçiligi DC-L syýa kondensatory tarapyndan goldanylýar we kontakt dikeldilende artykmaç naprýaženiýe döreýär. Iň erbet ýagdaý, DC-Link kondensatorynyň aýrylanda doly boşalmagydyr, boşalma naprýaženiýesi pantograf naprýaženiýesine deňdir we kontakt dikeldilende, netijede ýüze çykýan artykmaç naprýaženiýe nominal işleýän Un-dan iki esse köp. Plýonka kondensatorlary üçin DC-Link kondensatoryny goşmaça göz öňünde tutmazdan işläp bolýar. Elektrolitik kondensatorlar ulanylanda artykmaç naprýaženiýe 1,2 Un-a deňdir. Mysal hökmünde Şanhaý metrosyny alyp göreliň. Un=1500Vdc, elektrolitik kondensator üçin naprýaženiýeni göz öňünde tutmak üçin:

Soňra alty sany 450V kondensator yzygiderli birikdirilmelidir. Eger plýonka kondensator dizaýny 600V dc-den 2000V dc-e ýa-da hatda 3000V dc-e çenli ulanylsa, aňsatlyk bilen gazanylýar. Mundan başga-da, kondensatoryň doly boşalmagy ýagdaýynda energiýa iki elektrodyň arasynda gysga zynjyr boşalmasyny emele getirýär we DC-Link kondensatoryndan uly giriş tokuny döredýär, bu bolsa adatça elektrolitik kondensatorlaryň talaplara laýyk gelmegi üçin tapawutlydyr.

Mundan başga-da, elektrolitik kondensatorlar bilen deňeşdirilende, DC-Link plýonka kondensatorlary örän pes ESR (adatça 10mΩ-dan aşak we hatda <1mΩ-dan aşak) we öz-özüne induksiýa LS (adatça 100nH-dan aşak, käbir ýagdaýlarda bolsa 10 ýa-da 20nH-dan aşak) gazanmak üçin dizaýn edilip bilner. Bu bolsa, DC-Link plýonka kondensatorynyň ulanylanda gönüden-göni IGBT modulyna gurnalmagyna mümkinçilik berýär, şina paneliniň DC-Link plýonka kondensatoryna birikdirilmegine mümkinçilik berýär, şeýlelik bilen plýonka kondensatorlary ulanylanda ýörite IGBT siňdiriji kondensatoryna zerurlygy aradan aýyrýar we dizaýner üçin ep-esli pul tygşytlaýar. 2-nji we 3-nji suratlarda käbir C3A we C3B önümleriniň tehniki aýratynlyklary görkezilýär.

3. Netije

Ilkinji günlerde DC-Link kondensatorlary bahasy we ölçegleri sebäpli esasan elektrolitik kondensatorlardy.

Şeýle-de bolsa, elektrolitik kondensatorlara naprýaženiýe we toga çydamlylyk ukyby täsir edýär (plenka kondensatorlara garanyňda ESR has ýokary), şonuň üçin uly kuwwatlylygy almak we ýokary naprýaženiýe ulanylyşynyň talaplaryny kanagatlandyrmak üçin birnäçe elektrolitik kondensatorlary yzygiderli we parallel birikdirmek zerurdyr. Mundan başga-da, elektrolit materialynyň uçujylygyny göz öňünde tutup, ony yzygiderli çalşyryp durmaly. Täze energiýa ulanylyşlary, adatça, önümiň ömrüni 15 ýyl talap edýär, şonuň üçin bu döwürde ony 2-3 gezek çalşyrmaly. Şonuň üçin tutuş maşynyň satuwdan soňky hyzmatynda ep-esli çykdajy we kynçylyk bar. Metalllaşdyrma örtük tehnologiýasynyň we plyonka kondensator tehnologiýasynyň ösmegi bilen, howpsuzlyk plyonka bugaryş tehnologiýasyny ulanyp, 450V-dan 1200V-a çenli ýa-da ondan hem ýokary naprýaženiýeli ýokary kuwwatly DC süzgüç kondensatorlaryny ultra inçe OPP plyonkasy (iň inçe 2.7µm, hatda 2.4µm) bilen öndürmek mümkin boldy. Beýleki tarapdan, DC-Link kondensatorlarynyň şina çyzygy bilen integrasiýasy inwertor modulynyň dizaýnyny has ykjam edýär we zynjyry optimizirlemek üçin zynjyryň induktiwligini ep-esli azaldýar.