ఈ వారం మేము గత వారం కథనాన్ని కొనసాగిస్తాము.

1.2 విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు

విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లలో ఉపయోగించే విద్యుద్వాహకము అల్యూమినియం యొక్క తుప్పు వలన ఏర్పడిన అల్యూమినియం ఆక్సైడ్, విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం 8 నుండి 8.5 మరియు పని చేసే విద్యుద్వాహక బలం సుమారు 0.07V/A (1µm=10000A).అయితే, అటువంటి మందాన్ని సాధించడం సాధ్యం కాదు.అల్యూమినియం పొర యొక్క మందం విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ల సామర్థ్య కారకాన్ని (నిర్దిష్ట కెపాసిటెన్స్) తగ్గిస్తుంది, ఎందుకంటే మంచి శక్తి నిల్వ లక్షణాలను పొందేందుకు అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌ను రూపొందించడానికి అల్యూమినియం ఫాయిల్‌ను చెక్కాలి మరియు ఉపరితలం అనేక అసమాన ఉపరితలాలను ఏర్పరుస్తుంది.మరోవైపు, ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క రెసిస్టివిటీ తక్కువ వోల్టేజీకి 150Ωcm మరియు అధిక వోల్టేజ్ (500V) కోసం 5kΩcm.విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ సాధారణంగా 20mA/µF వరకు తట్టుకోగల RMS కరెంట్‌ను ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క అధిక రెసిస్టివిటీ పరిమితం చేస్తుంది.

ఈ కారణాల వల్ల విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు గరిష్టంగా 450V సాధారణ వోల్టేజ్ కోసం రూపొందించబడ్డాయి (కొంతమంది వ్యక్తిగత తయారీదారులు 600V కోసం డిజైన్ చేస్తారు).అందువల్ల, అధిక వోల్టేజ్‌లను పొందేందుకు కెపాసిటర్‌లను సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా వాటిని సాధించడం అవసరం.అయినప్పటికీ, ప్రతి విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ యొక్క ఇన్సులేషన్ నిరోధకతలో వ్యత్యాసం కారణంగా, ప్రతి శ్రేణి కనెక్ట్ చేయబడిన కెపాసిటర్ యొక్క వోల్టేజ్‌ను సమతుల్యం చేయడానికి ప్రతి కెపాసిటర్‌కు రెసిస్టర్ తప్పనిసరిగా కనెక్ట్ చేయబడాలి.అదనంగా, విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు ధ్రువణ పరికరాలు, మరియు అనువర్తిత రివర్స్ వోల్టేజ్ 1.5 రెట్లు Un కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఎలెక్ట్రోకెమిక్ ప్రతిచర్య సంభవిస్తుంది.అనువర్తిత రివర్స్ వోల్టేజ్ తగినంత పొడవుగా ఉన్నప్పుడు, కెపాసిటర్ బయటకు పోతుంది.ఈ దృగ్విషయాన్ని నివారించడానికి, ప్రతి కెపాసిటర్‌ను ఉపయోగించినప్పుడు దాని పక్కన డయోడ్ కనెక్ట్ చేయబడాలి.అంతేకాకుండా, విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ల యొక్క వోల్టేజ్ ఉప్పెన నిరోధకత సాధారణంగా 1.15 రెట్లు Un, మరియు మంచివి 1.2 రెట్లు Unకి చేరుకోగలవు.కాబట్టి డిజైనర్లు వాటిని ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు స్థిరమైన పని వోల్టేజీని మాత్రమే కాకుండా ఉప్పెన వోల్టేజ్‌ను కూడా పరిగణించాలి.సారాంశంలో, ఫిల్మ్ కెపాసిటర్లు మరియు విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ల మధ్య కింది పోలిక పట్టికను డ్రా చేయవచ్చు, Fig.1 చూడండి.

2. అప్లికేషన్ విశ్లేషణ

ఫిల్టర్‌ల వలె DC-లింక్ కెపాసిటర్‌లకు అధిక కరెంట్ మరియు అధిక సామర్థ్యం గల డిజైన్‌లు అవసరం.Fig.3లో పేర్కొన్న విధంగా కొత్త శక్తి వాహనం యొక్క ప్రధాన మోటార్ డ్రైవ్ సిస్టమ్ ఒక ఉదాహరణ.ఈ అప్లికేషన్‌లో కెపాసిటర్ డీకప్లింగ్ పాత్రను పోషిస్తుంది మరియు సర్క్యూట్ అధిక ఆపరేటింగ్ కరెంట్‌ను కలిగి ఉంటుంది.ఫిల్మ్ DC-లింక్ కెపాసిటర్ పెద్ద ఆపరేటింగ్ కరెంట్‌లను (Irms) తట్టుకోగలిగే ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది.50~60kW కొత్త శక్తి వాహన పారామితులను ఉదాహరణగా తీసుకోండి, పారామితులు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి: ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ 330 Vdc, అలల వోల్టేజ్ 10Vrms, అలల కరెంట్ 150Arms@10KHz.

అప్పుడు కనీస విద్యుత్ సామర్థ్యం ఇలా లెక్కించబడుతుంది:

ఫిల్మ్ కెపాసిటర్ డిజైన్ కోసం ఇది అమలు చేయడం సులభం.విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు ఉపయోగించబడుతున్నాయని ఊహిస్తూ, 20mA/μF పరిగణించబడితే, విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ల కనీస కెపాసిటెన్స్ పై పారామితులకు అనుగుణంగా ఈ క్రింది విధంగా లెక్కించబడుతుంది:

ఈ కెపాసిటెన్స్‌ని పొందేందుకు సమాంతరంగా అనుసంధానించబడిన బహుళ విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు దీనికి అవసరం.

లైట్ రైల్, ఎలక్ట్రిక్ బస్సు, సబ్‌వే మొదలైన ఓవర్-వోల్టేజ్ అప్లికేషన్‌లలో. ఈ శక్తులు పాంటోగ్రాఫ్ ద్వారా లోకోమోటివ్ పాంటోగ్రాఫ్‌కి అనుసంధానించబడి ఉన్నాయని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, రవాణా ప్రయాణ సమయంలో పాంటోగ్రాఫ్ మరియు పాంటోగ్రాఫ్ మధ్య పరిచయం అడపాదడపా ఉంటుంది.రెండు సంపర్కంలో లేనప్పుడు, విద్యుత్ సరఫరా DC-L ఇంక్ కెపాసిటర్ ద్వారా మద్దతు ఇస్తుంది మరియు పరిచయం పునరుద్ధరించబడినప్పుడు, ఓవర్-వోల్టేజ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది.డిస్‌కనెక్ట్ అయినప్పుడు DC-లింక్ కెపాసిటర్ ద్వారా పూర్తిగా డిశ్చార్జ్ కావడం చెత్త కేసు, ఇక్కడ ఉత్సర్గ వోల్టేజ్ పాంటోగ్రాఫ్ వోల్టేజీకి సమానంగా ఉంటుంది మరియు పరిచయం పునరుద్ధరించబడినప్పుడు, ఫలితంగా వచ్చే ఓవర్-వోల్టేజ్ దాదాపు రెండు రెట్లు రేట్ చేయబడిన ఆపరేటింగ్ Un కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.ఫిల్మ్ కెపాసిటర్ల కోసం DC-లింక్ కెపాసిటర్ అదనపు పరిశీలన లేకుండా నిర్వహించబడుతుంది.విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు ఉపయోగించినట్లయితే, ఓవర్-వోల్టేజ్ 1.2Un.షాంఘై మెట్రోను ఉదాహరణగా తీసుకోండి.Un=1500Vdc, విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్ కోసం వోల్టేజ్‌ను పరిగణించాలి:

అప్పుడు ఆరు 450V కెపాసిటర్లు సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడాలి.ఫిల్మ్ కెపాసిటర్ డిజైన్‌ను 600Vdc నుండి 2000Vdcలో ఉపయోగించినట్లయితే లేదా 3000Vdc కూడా సులభంగా సాధించవచ్చు.అదనంగా, కెపాసిటర్‌ను పూర్తిగా విడుదల చేసే సందర్భంలో శక్తి రెండు ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య షార్ట్ సర్క్యూట్ ఉత్సర్గను ఏర్పరుస్తుంది, DC-లింక్ కెపాసిటర్ ద్వారా పెద్ద ఇన్‌రష్ కరెంట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది సాధారణంగా విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్‌లకు అవసరాలను తీర్చడానికి భిన్నంగా ఉంటుంది.

అదనంగా, విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్‌లతో పోలిస్తే DC-లింక్ ఫిల్మ్ కెపాసిటర్‌లు చాలా తక్కువ ESR (సాధారణంగా 10mΩ కంటే తక్కువ, మరియు తక్కువ <1mΩ) మరియు స్వీయ-ఇండక్టెన్స్ LS (సాధారణంగా 100nH కంటే తక్కువ మరియు కొన్ని సందర్భాల్లో 10 లేదా 20nH కంటే తక్కువ) సాధించేలా రూపొందించబడతాయి. .ఇది దరఖాస్తు చేసినప్పుడు DC-లింక్ ఫిల్మ్ కెపాసిటర్‌ను నేరుగా IGBT మాడ్యూల్‌లోకి ఇన్‌స్టాల్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది, బస్ బార్‌ను DC-లింక్ ఫిల్మ్ కెపాసిటర్‌లో విలీనం చేయడానికి అనుమతిస్తుంది, తద్వారా ఫిల్మ్ కెపాసిటర్‌లను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు అంకితమైన IGBT అబ్జార్బర్ కెపాసిటర్ అవసరాన్ని తొలగిస్తుంది. డిజైనర్ గణనీయమైన మొత్తంలో డబ్బు.Fig.2.మరియు 3 కొన్ని C3A మరియు C3B ఉత్పత్తుల యొక్క సాంకేతిక వివరణలను చూపుతుంది.

3. ముగింపు

ప్రారంభ రోజులలో, DC-లింక్ కెపాసిటర్లు ఖర్చు మరియు పరిమాణ పరిగణనల కారణంగా ఎక్కువగా విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు.

అయినప్పటికీ, విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ తట్టుకోగల సామర్థ్యం (ఫిల్మ్ కెపాసిటర్‌లతో పోలిస్తే చాలా ఎక్కువ ESR) ద్వారా ప్రభావితమవుతాయి, కాబట్టి పెద్ద సామర్థ్యాన్ని పొందేందుకు మరియు అధిక వోల్టేజ్ వినియోగ అవసరాలను తీర్చడానికి అనేక ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్‌లను సిరీస్‌లో మరియు సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయడం అవసరం.అదనంగా, ఎలక్ట్రోలైట్ పదార్థం యొక్క అస్థిరతను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, దానిని క్రమం తప్పకుండా మార్చాలి.కొత్త ఎనర్జీ అప్లికేషన్‌లకు సాధారణంగా 15 సంవత్సరాల ఉత్పత్తి జీవితం అవసరం, కాబట్టి ఈ కాలంలో దీనిని 2 నుండి 3 సార్లు భర్తీ చేయాలి.అందువల్ల, మొత్తం యంత్రం యొక్క అమ్మకాల తర్వాత సేవలో గణనీయమైన ఖర్చు మరియు అసౌకర్యం ఉంది.మెటలైజేషన్ కోటింగ్ టెక్నాలజీ మరియు ఫిల్మ్ కెపాసిటర్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధితో, 450V నుండి 1200V లేదా అంతకంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్‌తో అల్ట్రా-సన్నని OPP ఫిల్మ్‌తో (అత్యంత సన్నని 2.7µm, 2.4µm కూడా) అధిక-సామర్థ్య DC ఫిల్టర్ కెపాసిటర్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం సాధ్యమైంది. సేఫ్టీ ఫిల్మ్ బాష్పీభవన సాంకేతికత.మరోవైపు, బస్ బార్‌తో DC-లింక్ కెపాసిటర్‌ల ఏకీకరణ ఇన్వర్టర్ మాడ్యూల్ డిజైన్‌ను మరింత కాంపాక్ట్‌గా చేస్తుంది మరియు సర్క్యూట్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి సర్క్యూట్ యొక్క విచ్చలవిడి ఇండక్టెన్స్‌ను బాగా తగ్గిస్తుంది.