Hierdie week gaan ons die gebruik van filmkondensators in plaas van elektrolitiese kondensators in GS-skakelkondensators analiseer. Hierdie artikel sal in twee dele verdeel word.

Met die ontwikkeling van die nuwe energiebedryf word veranderlike stroomtegnologie algemeen gebruik, en GS-skakelkondensators is veral belangrik as een van die sleuteltoestelle vir seleksie. Die GS-skakelkondensators in GS-filters benodig oor die algemeen groot kapasiteit, hoë stroomverwerking en hoë spanning, ens. Deur die eienskappe van filmkondensators en elektrolitiese kondensators te vergelyk en die verwante toepassings te analiseer, kom hierdie artikel tot die gevolgtrekking dat in stroombaanontwerpe wat hoë bedryfspanning, hoë rimpelstroom (Irms), oorspanningsvereistes, spanningsomkering, hoë inloopstroom (dV/dt) en lang lewensduur vereis, sal filmkondensators 'n tendens word vir ontwerpers om elektrolitiese kondensators in terme van prestasie en prys in die toekoms te vervang.

Met die bekendstelling van nuwe energieverwante beleide en die ontwikkeling van die nuwe energiebedryf in verskeie lande, het die ontwikkeling van verwante nywerhede in hierdie veld nuwe geleenthede gebring. En kapasitors, as 'n noodsaaklike stroomop-verwante produkbedryf, het ook nuwe ontwikkelingsgeleenthede gekry. In nuwe energie en nuwe energievoertuie is kapasitors sleutelkomponente in energiebeheer, kragbestuur, kragomsetter en GS-WS-omskakelingstelsels wat die lewensduur van die omsetter bepaal. In die omsetter word GS-krag egter as die insetkragbron gebruik, wat deur 'n GS-bus aan die omsetter gekoppel is, wat GS-skakel of GS-ondersteuning genoem word. Aangesien die omsetter hoë RMS- en piekpulsstrome van die GS-skakel ontvang, genereer dit hoë pulsspanning op die GS-skakel, wat dit moeilik maak vir die omsetter om te weerstaan. Daarom is die GS-skakelkondensator nodig om die hoë pulsstroom van die GS-skakel te absorbeer en te verhoed dat die hoë pulsspanningsfluktuasie van die omsetter binne die aanvaarbare reeks is; aan die ander kant verhoed dit ook dat die omsetters beïnvloed word deur die spanningsoorskiet en oorgangsoorspanning op die GS-skakel.

Die skematiese diagram van die gebruik van GS-skakelkondensators in nuwe energie (insluitend windkragopwekking en fotovoltaïese kragopwekking) en nuwe energievoertuigmotoraandrywingstelsels word in Figure 1 en 2 getoon.

Figuur 1 toon die topologie van die windkragomskakelaarkring, waar C1 GS-skakel is (gewoonlik geïntegreer in die module), C2 IGBT-absorpsie is, C3 LC-filtrering (netkant) is, en C4 rotorkant DV/DT-filtrering is. Figuur 2 toon die PV-kragomskakelaarkringtegnologie, waar C1 GS-filtrering is, C2 EMI-filtrering is, C4 GS-skakel is, C6 LC-filtrering (roosterkant) is, C3 GS-filtrering is, en C5 IPM/IGBT-absorpsie is. Figuur 3 toon die hoofmotoraandrywingstelsel in die nuwe energievoertuigstelsel, waar C3 GS-skakel is en C4 IGBT-absorpsiekondensator is.

In die bogenoemde nuwe energietoepassings word GS-skakelkondensators, as 'n sleuteltoestel, benodig vir hoë betroubaarheid en lang lewensduur in windkragopwekkingstelsels, fotovoltaïese kragopwekkingstelsels en nuwe energievoertuigstelsels, daarom is hul keuse veral belangrik. Die volgende is 'n vergelyking van die eienskappe van filmkondensators en elektrolitiese kondensators en hul analise in GS-skakelkondensatortoepassings.

1. Funksievergelyking

1.1 Filmkondensators

Die beginsel van filmmetalliseringstegnologie word eerste bekendgestel: 'n voldoende dun lagie metaal word op die oppervlak van die dunfilmmedium verdamp. In die teenwoordigheid van 'n defek in die medium, kan die laag verdamp en sodoende die defekplek isoleer vir beskerming, 'n verskynsel bekend as selfgenesing.

Figuur 4 toon die beginsel van metalliseringsbedekking, waar die dunfilmmedia voorbehandel word (korona of andersins) voor verdamping sodat metaalmolekules daaraan kan kleef. Die metaal word verdamp deur op te los by hoë temperatuur onder vakuum (1400℃ tot 1600℃ vir aluminium en 400℃ tot 600℃ vir sink), en die metaaldamp kondenseer op die oppervlak van die film wanneer dit die afgekoelde film raak (filmverkoelingstemperatuur -25℃ tot -35℃), wat sodoende 'n metaalbedekking vorm. Die ontwikkeling van metalliseringstegnologie het die diëlektriese sterkte van die filmdiëlektrikum per eenheidsdikte verbeter, en die ontwerp van die kondensator vir puls- of ontladingstoepassing van droë tegnologie kan 500V/µm bereik, en die ontwerp van die kondensator vir GS-filtertoepassing kan 250V/µm bereik. GS-Link-kondensator behoort tot laasgenoemde, en volgens IEC61071 vir kragelektronika-toepassing kan die kondensator meer ernstige spanningskok weerstaan, en kan 2 keer die nominale spanning bereik.

Daarom hoef die gebruiker slegs die gegradeerde bedryfspanning wat vir hul ontwerp benodig word, in ag te neem. Gemetalliseerde filmkondensators het 'n lae ESR, wat hulle toelaat om groter rimpelstrome te weerstaan; die laer ESL voldoen aan die lae induktansie-ontwerpvereistes van omsetters en verminder die ossillasie-effek by skakelfrekwensies.

Die kwaliteit van die filmdiëlektrikum, die kwaliteit van die metallisasielaag, die kapasitorontwerp en die vervaardigingsproses bepaal die selfhelende eienskappe van die gemetalliseerde kapasitors. Die filmdiëlektrikum wat vir DC-Link-kondensators gebruik word, is hoofsaaklik OPP-film.

Die inhoud van hoofstuk 1.2 sal in volgende week se artikel gepubliseer word.