Yr wythnos hon rydym yn parhau ag erthygl yr wythnos ddiwethaf.

1.2 Cynwysorau electrolytig

Y deuelectrig a ddefnyddir mewn cynwysyddion electrolytig yw alwminiwm ocsid a ffurfiwyd gan gyrydiad alwminiwm, gyda chysonyn dielectrig o 8 i 8.5 a chryfder dielectrig gweithio o tua 0.07V/A (1µm = 10000A).Fodd bynnag, nid yw'n bosibl cyflawni trwch o'r fath.Mae trwch haen alwminiwm yn lleihau ffactor cynhwysedd (cynhwysedd penodol) cynwysyddion electrolytig oherwydd mae'n rhaid ysgythru'r ffoil alwminiwm i ffurfio ffilm alwminiwm ocsid i gael nodweddion storio ynni da, a bydd yr wyneb yn ffurfio llawer o arwynebau anwastad.Ar y llaw arall, gwrthedd electrolyt yw 150Ωcm ar gyfer foltedd isel a 5kΩcm ar gyfer foltedd uchel (500V).Mae gwrthedd uwch yr electrolyte yn cyfyngu ar y cerrynt RMS y gall y cynhwysydd electrolytig ei wrthsefyll, fel arfer i 20mA/µF.

Am y rhesymau hyn mae cynwysyddion electrolytig wedi'u cynllunio ar gyfer foltedd uchaf o 450V nodweddiadol (mae rhai gweithgynhyrchwyr unigol yn dylunio ar gyfer 600V).Felly, er mwyn cael folteddau uwch mae angen eu cyflawni trwy gysylltu cynwysorau mewn cyfres.Fodd bynnag, oherwydd y gwahaniaeth mewn ymwrthedd inswleiddio pob cynhwysydd electrolytig, rhaid cysylltu gwrthydd i bob cynhwysydd er mwyn cydbwyso foltedd pob cyfres cynhwysydd cysylltiedig.Yn ogystal, mae cynwysyddion electrolytig yn ddyfeisiadau polariaidd, a phan fydd y foltedd gwrthdro cymhwysol yn fwy na 1.5 gwaith Un, mae adwaith electrocemegol yn digwydd.Pan fydd y foltedd gwrthdro cymhwysol yn ddigon hir, bydd y cynhwysydd yn gollwng.Er mwyn osgoi'r ffenomen hon, dylid cysylltu deuod wrth ymyl pob cynhwysydd pan gaiff ei ddefnyddio.Yn ogystal, mae ymwrthedd ymchwydd foltedd cynwysyddion electrolytig yn gyffredinol 1.15 gwaith Un, a gall y rhai da gyrraedd 1.2 gwaith Un.Felly dylai'r dylunwyr ystyried nid yn unig y foltedd gweithio cyflwr cyson ond hefyd y foltedd ymchwydd wrth eu defnyddio.I grynhoi, gellir llunio'r tabl cymharu canlynol rhwng cynwysorau ffilm a chynwysorau electrolytig, gweler Ffig.1.

2. Dadansoddiad Cais

Mae angen dyluniadau cerrynt uchel a chapasiti uchel ar gyfer cynwysyddion DC-Link fel hidlwyr.Enghraifft yw prif system yrru modur cerbyd ynni newydd fel y crybwyllwyd yn Ffig.3.Yn y cymhwysiad hwn mae'r cynhwysydd yn chwarae rôl datgysylltu ac mae gan y gylched gerrynt gweithredu uchel.Mae gan y ffilm DC-Link cynhwysydd y fantais o allu gwrthsefyll cerrynt gweithredu mawr (Irms).Cymerwch baramedrau cerbydau ynni newydd 50 ~ 60kW fel enghraifft, mae'r paramedrau fel a ganlyn: foltedd gweithredu 330 Vdc, foltedd crychdonni 10Vrms, cerrynt crychdonni 150Arms@10KHz.

Yna cyfrifir y cynhwysedd trydanol lleiaf fel:

Mae hyn yn hawdd i'w weithredu ar gyfer dylunio cynhwysydd ffilm.Gan dybio y defnyddir cynwysyddion electrolytig, os ystyrir 20mA / μF, cyfrifir cynhwysedd lleiaf y cynwysyddion electrolytig i fodloni'r paramedrau uchod fel a ganlyn:

Mae hyn yn gofyn am gynwysorau electrolytig lluosog ochr yn ochr wedi'u cysylltu i gael y cynhwysedd hwn.

Mewn cymwysiadau gor-foltedd, megis rheilffordd ysgafn, bws trydan, isffordd, ac ati O ystyried bod y pwerau hyn wedi'u cysylltu â'r pantograff locomotif trwy'r pantograff, mae'r cyswllt rhwng y pantograff a'r pantograff yn ysbeidiol yn ystod y teithio cludiant.Pan nad yw'r ddau mewn cysylltiad, cefnogir y cyflenwad pŵer gan y cynhwysydd inc DC-L, a phan fydd y cyswllt yn cael ei adfer, mae'r gor-foltedd yn cael ei gynhyrchu.Yr achos gwaethaf yw gollyngiad cyflawn gan y cynhwysydd DC-Link pan gaiff ei ddatgysylltu, lle mae'r foltedd rhyddhau yn hafal i'r foltedd pantograff, a phan fydd y cyswllt yn cael ei adfer, mae'r gor-foltedd sy'n deillio o hynny bron ddwywaith yn fwy na'r gyfradd gweithredu Un.Ar gyfer cynwysorau ffilm gellir trin y cynhwysydd DC-Link heb ystyriaeth ychwanegol.Os defnyddir cynwysyddion electrolytig, y gor-foltedd yw 1.2Un.Cymerwch metro Shanghai fel enghraifft.Un=1500Vdc, i gynhwysydd electrolytig ystyried y foltedd yw:

Yna mae'r chwe chynhwysydd 450V i'w cysylltu mewn cyfres.Os defnyddir dyluniad cynhwysydd ffilm yn 600Vdc i 2000Vdc neu hyd yn oed 3000Vdc, mae'n hawdd ei gyflawni.Yn ogystal, mae'r egni yn achos gollwng y cynhwysydd yn llawn yn ffurfio gollyngiad cylched byr rhwng y ddau electrod, gan gynhyrchu cerrynt mewnlif mawr trwy'r cynhwysydd DC-Link, sydd fel arfer yn wahanol i gynwysorau electrolytig fodloni'r gofynion.

Yn ogystal, o'i gymharu â chynwysorau electrolytig gellir cynllunio cynwysorau ffilm DC-Link i gyflawni ESR isel iawn (fel arfer yn is na 10mΩ, a hyd yn oed yn is <1mΩ) a hunan-anwythiad LS (fel arfer yn is na 100nH, ac mewn rhai achosion o dan 10 neu 20nH) .Mae hyn yn caniatáu i'r cynhwysydd ffilm DC-Link gael ei osod yn uniongyrchol i'r modiwl IGBT wrth ei gymhwyso, gan ganiatáu i'r bar bws gael ei integreiddio i'r cynhwysydd ffilm DC-Link, gan ddileu'r angen am gynhwysydd amsugno IGBT pwrpasol wrth ddefnyddio cynwysyddion ffilm, gan arbed. y dylunydd swm sylweddol o arian.Ffig.2.a 3 yn dangos manylebau technegol rhai o gynhyrchion C3A a C3B.

3. Casgliad

Yn y dyddiau cynnar, roedd cynwysyddion DC-Link yn gynwysorau electrolytig yn bennaf oherwydd ystyriaethau cost a maint.

Fodd bynnag, mae foltedd a gallu gwrthsefyll cerrynt yn effeithio ar gynwysorau electrolytig (ESR llawer uwch o'i gymharu â chynwysorau ffilm), felly mae angen cysylltu nifer o gynwysorau electrolytig mewn cyfres ac yn gyfochrog er mwyn cael cynhwysedd mawr a bodloni gofynion defnydd foltedd uchel.Yn ogystal, o ystyried anweddolrwydd deunydd electrolyte, dylid ei ddisodli'n rheolaidd.Yn gyffredinol, mae angen oes cynnyrch o 15 mlynedd ar gymwysiadau ynni newydd, felly rhaid ei ddisodli 2 i 3 gwaith yn ystod y cyfnod hwn.Felly, mae cost ac anghyfleustra sylweddol yn y gwasanaeth ôl-werthu y peiriant cyfan.Gyda datblygiad technoleg cotio meteleiddio a thechnoleg cynhwysydd ffilm, bu'n bosibl cynhyrchu cynwysyddion hidlo DC gallu uchel gyda foltedd o 450V i 1200V neu hyd yn oed yn uwch gyda ffilm OPP tenau iawn (y 2.7µm teneuaf, hyd yn oed 2.4µm) gan ddefnyddio technoleg anweddu ffilm diogelwch.Ar y llaw arall, mae integreiddio cynwysorau DC-Link â'r bar bws yn gwneud dyluniad y modiwl gwrthdröydd yn fwy cryno ac yn lleihau anwythiad crwydr y gylched yn fawr i wneud y gorau o'r gylched.