Í þessari viku höldum við áfram með greinina frá síðustu viku.

1.2 Rafgreiningarþéttar

Rafmagnsþrýstiefnið sem notað er í rafgreiningarþéttum er áloxíð sem myndast við tæringu á áli, með rafsvörunarstuðul upp á 8 til 8,5 og rekstrarrafmagnsstyrk upp á um 0,07 V/A (1 µm = 10000 A). Hins vegar er ekki hægt að ná slíkri þykkt. Þykkt állagsins dregur úr afkastagetu (sérstökum rafmagni) rafgreiningarþétta vegna þess að álpappírinn þarf að etsa til að mynda áloxíðfilmu til að fá góða orkugeymslueiginleika og yfirborðið mun mynda margar ójafnar fleti. Á hinn bóginn er viðnám rafgreiningarþéttisins 150 Ωcm fyrir lágspennu og 5 kΩcm fyrir háspennu (500 V). Hærra viðnám rafgreiningarþéttisins takmarkar RMS strauminn sem rafgreiningarþéttirinn þolir, venjulega við 20 mA/µF.

Af þessum ástæðum eru rafgreiningarþéttar hannaðir fyrir hámarksspennu upp á 450V, venjulega (sumir framleiðendur hanna fyrir 600V). Þess vegna er nauðsynlegt að tengja þétta í röð til að fá hærri spennu. Hins vegar, vegna mismunandi einangrunarviðnáms hvers rafgreiningarþétta, verður að tengja viðnám við hvern þétta til að jafna spennuna í hverjum raðtengdum þétta. Að auki eru rafgreiningarþéttar skautaðir tæki, og þegar öfugspennan fer yfir 1,5 sinnum Un, á sér stað rafefnafræðileg viðbrögð. Þegar öfugspennan er nógu löng mun þéttinn leka út. Til að forðast þetta fyrirbæri ætti að tengja díóðu við hliðina á hverjum þétta þegar hann er notaður. Þar að auki er spennubylgjuviðnám rafgreiningarþétta almennt 1,15 sinnum Un, og góðir þéttar geta náð 1,2 sinnum Un. Þess vegna ættu hönnuðir ekki aðeins að taka tillit til stöðugrar rekstrarspennu heldur einnig bylgjuspennu þegar þeir eru notaðir. Í stuttu máli er hægt að teikna eftirfarandi samanburðartöflu milli filmuþétta og rafgreiningarþétta, sjá mynd 1.

2. Greining á umsókn

DC-Link þéttar sem síur krefjast hönnunar með miklum straumi og mikilli afkastagetu. Dæmi um þetta er aðalmótorinn í nýjum orkugjafa eins og fram kemur á mynd 3. Í þessari notkun gegnir þéttirinn aftengingarhlutverki og rafrásin hefur mikinn rekstrarstraum. Filmu-DC-Link þéttirinn hefur þann kost að geta þolað mikla rekstrarstrauma (Irms). Tökum sem dæmi breytur fyrir 50~60kW nýja orkugjafa, breyturnar eru eftirfarandi: rekstrarspenna 330 Vdc, ölduspenna 10Vrms, öldustraumur 150Arms@10KHz.

Þá er lágmarksrafmagnsgetan reiknuð út sem:

Þetta er auðvelt í framkvæmd fyrir hönnun filmuþétta. Að því gefnu að rafgreiningarþéttar séu notaðir, ef 20mA/μF er tekið með í reikninginn, er lágmarksrýmd rafgreiningarþéttanna reiknuð út til að uppfylla ofangreindar breytur á eftirfarandi hátt:

Þetta krefst margra rafgreiningarþétta sem eru tengdir samsíða til að fá þessa rýmd.

Í ofspennuforritum, svo sem léttlestum, rafmagnsrútum, neðanjarðarlestum o.s.frv. Þar sem þessir rafmagnar eru tengdir við spennuskrá lestarinnar í gegnum spennuskrána, er snerting milli spennuskrár og spennuskrár óregluleg meðan á flutningi stendur. Þegar þeir tveir eru ekki í snertingu er aflgjafinn studdur af DC-L blekþétti, og þegar snerting er endurheimt myndast ofspenna. Versta tilfellið er algjör útleðsla frá DC-Link þéttinum þegar hann er aftengdur, þar sem útleðsluspennan er jöfn spennu spennuskrár, og þegar snerting er endurheimt er yfirspennan sem myndast næstum tvöfalt hærri en mældur rekstrarspenna Un. Fyrir filmuþétta er hægt að meðhöndla DC-Link þéttinn án frekari skoðunar. Ef rafgreiningarþéttar eru notaðir er ofspennan 1,2 Un. Tökum Shanghai neðanjarðarlest sem dæmi. Un = 1500Vdc, fyrir rafgreiningarþétta er spennan:

Síðan á að tengja sex 450V þétta í röð. Ef notaður er filmuþétti er auðvelt að ná 600Vdc til 2000Vdc eða jafnvel 3000Vdc. Að auki myndar orkan, þegar þéttinn er alveg afhlaðinn, skammhlaup milli rafskautanna tveggja, sem myndar stóran innstreymisstraum í gegnum DC-Link þéttinn, sem er venjulega mismunandi eftir kröfum rafgreiningarþétta.

Auk þess, samanborið við rafgreiningarþétta, er hægt að hanna DC-Link filmuþétta til að ná mjög lágri ESR (venjulega undir 10mΩ, og jafnvel lægri <1mΩ) og sjálfsspausi LS (venjulega undir 100nH, og í sumum tilfellum undir 10 eða 20nH). Þetta gerir kleift að setja DC-Link filmuþéttann beint upp í IGBT eininguna þegar hann er notaður, sem gerir kleift að samþætta straumbreytuna í DC-Link filmuþéttann, og þannig útrýma þörfinni fyrir sérstakan IGBT frásogsþétta þegar filmuþéttar eru notaðir, sem sparar hönnuðinum verulegan pening. Mynd 2 og 3 sýna tæknilegar upplýsingar um nokkrar af C3A og C3B vörunum.

3. Niðurstaða

Í upphafi voru DC-Link þéttar að mestu leyti rafgreiningarþéttar vegna kostnaðar og stærðar.

Hins vegar eru rafgreiningarþéttar undir áhrifum spennu- og straumþols (mun hærri ESR samanborið við filmuþétta), þannig að það er nauðsynlegt að tengja nokkra rafgreiningarþétta í röð og samsíða til að fá mikla afköst og uppfylla kröfur um notkun á háspennu. Að auki, miðað við uppgufun rafgreiningarefnisins, ætti að skipta um það reglulega. Nýjar orkunotkunir þurfa almennt 15 ára endingartíma, þannig að það þarf að skipta um það 2 til 3 sinnum á þessu tímabili. Þess vegna er töluverður kostnaður og óþægindi í þjónustu eftir sölu á allri vélinni. Með þróun málmhúðunartækni og filmuþéttatækni hefur verið mögulegt að framleiða DC síuþétta með mikilli afköstum með spennu frá 450V til 1200V eða jafnvel hærri með öfgaþunnri OPP filmu (þynnsta 2,7µm, jafnvel 2,4µm) með því að nota öryggisfilmu gufutækni. Á hinn bóginn gerir samþætting DC-Link þétta við straumrásina hönnun invertereiningarinnar þéttari og dregur verulega úr villuspólum hringrásarinnar til að hámarka hringrásina.