Промышленное оборудование

Конструкции конденсаторов для силовой электроники ZEZ SILKO

15 декабря 2015 г. в 10:53

Стремление производителей электронных устройств к постоянному усовершенствованию своих изделий приводит к тому, что возникает необходимость и возможность оптимизировать и механические решения их конструкций. Это делается не только для улучшения технических параметров устройства, но и, естественно, для облегчения монтажа всего изделия.

DC link конденсаторы с интегрированной шиной Таким примером инновационного изделия является конденсатор со встроенной шиной — busbar. Выводами конденсатора в этом случае являются не классические винтовые или гаечные выводы (рис. 1), а плоские полосовые контакты, надежно изолированные друг от друга. Эти выводы конденсатора сформированы таким образом, что они точно соответствуют части полупроводникового элемента, к которой конденсатор должен быть подсоединен. Примером успешной реализации является конденсатор, созданный для модуля SKiiP фирмы SEMICRON. Этот элемент составляет вместе со специально спроектированным конденсатором компактный блок. Конденсатор может быть, кроме того, снабжен захватами, облегчающими монтаж всего блока в труднодоступных местах (рис. 2а). 

Рис. 1. DC link конденсатор:
а) с гаечными выводами;
б) с винтовыми выводами
Рис. 2. DC link конденсатор
со встроенной шиной:
а) с захватами;
б) без захватов

 Представителем конструкции такого нового конденсатора является конденсатор серии PVAJP 970-1/1000, то есть с емкостью 1000 мкФ и номинальным напряжением 1000 В DC. Корпус конденсатора изготовлен из алюминиевого сплава, массивные опоры обеспечивают достаточную устойчивость к вибрациям и ударам, что особенно важно для транспортной техники. Благодаря применению специальной конструкции конденсатор имеет также очень низкую собственную индуктивность — менее чем 25 нГн. Этот конденсатор снабжен шиной с тремя парами выводов, удобных для подсоединения к модулю SKiiP с корпусом S 33 (рис. 2а). Другим вариантом этой конструкции является тип PVAJP 972-0,9/800 с двумя парами выводов, предназначенный для модуля SKiiP в корпусе S 23 (рис. 2б) на охлаждающем радиаторе PX 16. Благодаря тесному сотрудничеству производителя конденсаторов с заказчиками возникают новые изделия, полностью отвечающие всем запросам клиентов и международным стандартам.

Полипропиленовая пленка для конденсаторов MKP со специальной металлизацией

Диэлектрическая система современных конденсаторов — это широко известная самовосстанавливающаяся система MKP. То есть металлизированная в вакууме полипропиленовая пленка, на которой в случае пробоя диэлектрика происходит испарение незначительного количества металлизации электрода вокруг места пробоя, и конденсатор может далее работать. В конденсаторах, предназначенных для силовой электроники, применяется полипропиленовая пленка со специальной металлизацией, которую называют клиновитой. Это означает, что сопротивление металлизации электрода отличается по ширине секции. Вблизи края секции, где поступающий в секцию ток наибольший, сопротивление металлизации низкое. В направлении к противоположной стороне электрода сопротивление металлизации повышается. Высокое сопротивление металлизации означает более тонкий ее слой, а значит, и более простую регенерацию в случае пробоя. Этим достигаются лучшие регенерационные свойства конденсаторов и, таким образом, их более высокая надежность и долговечность

Полипропиленовая пленка, применяемая в конденсаторах для силовой электроники, кроме того, имеет так называемый волнистый край (рис. 3).

Это означает, что край пленки, из которой намотана секция конденсатора, обрезан специальным устройством. Такой край пленки способствует лучшему контакту верхней части секции, что особенно важно по отношению к конденсаторам для силовой электроники, у которых номинальные токи или пиковые выбросы бывают намного выше, чем у обычных силовых конденсаторов. 

Рис. 4. Моделирование: а) многосекционный прямоугольный конденсатор; б) односекционный конденсатор


Рис. 3. Эффект волнистого края полипропиленовой пленки; Рис. 5. Конденсатор: а) модель конструкции в программе CAD; б) реальный прототип

Проектирование и конструирование конденсатора с применением современных методов

Расчет нагрева и распределения температур в конденсаторе

Коллектив конструкторов и разработчиков чешской компании ZEZ SILKO (www. zez-silko.cz) применяет в своей работе новейшие компьютерные программы для проектирования и конструирования новых изделий. Кроме обычных чертежных программ речь идет также о специальном ПО, которое позволяет провести расчет и графически изобразить с помощью определенных математических моделей распределение температур внутри конденсатора.

Для расчета нагрева необходимо знать физические свойства применяемых материалов, то есть в данном случае полипропиленовой пленки, полиуретановой массы для заливки, соединительных деталей, изоляционных материалов и материала корпуса. А также требуемую нагрузку конденсатора согласно технической спецификации заказчика, то есть изменения напряжения и тока, частоту коммутаций и температуру окружающей среды. 

Собственно порядок вычислений, если описать упрощенно, происходит следующим образом. Сначала в системе CAD создается геометрическая модель изделия. Потом нужно задать входные параметры — константы примененных материалов, то есть прежде всего теплопроводность, теплоемкость и плотность. Кроме того, необходимо определить потери мощности нагрузки и, не в последнюю очередь, определить граничные условия, что в нашем случае означает специфицировать температуру окружающей среды, скорость протекания воздуха, и т.д. В результате получаем пространственное представление температуры в каждой точке модели (рис. 4). Основываясь на этой визуализации, можно скорректировать геометрическую модель конденсатора и оптимизировать его конструктивные особенности (рис. 5а), с тем, чтобы без создания различных опытных образцов перейти непосредственно к производству (рис. 5б). 

Виртуальное моделирование условий эксплуатации продукта является очень эффективным инструментом для ускорения процесса внедрения нового типа конденсатора в производство. 

Рис. 6. Трамвай ŠKODA ForCity

Пример применения такого типа конденсаторов — современный тип трехсекционных трамваев с асинхронными двигателями (рис. 6)

Источник: Владимир Фальта, журнал «Компоненты и технологии» №12, 2012

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Конденсатор КС2-0, 38-50-3У3; КЭ2-0, 38-36-3У3; КЭК2-0, 4-67-3У3.

Косинусный конденсатор типа КС2-0,38-50-3У3; КЭ2-0,38-36-3У3; КЭК2-0,4-67-3У3. Комплексная поставка различных силовых электрических конденсаторов типа КЭ2, КС2, КЭС2, КЭП2, КЭК2 (наполнитель - экологически безопасная пропитывающая жидкость). Для повышения коэффициента мощности электроустановок в сетях переменного тока частоты 50 Гц. В том числе и для комплектации конденсаторных установок. Размеры корпуса (длина*ширина*высота) 380*120*650 Высота с выводами 729 мм. Мощность – от 26 до 150 кВАр. Напряжение от 0,38 -10,5 кВт В. Частота - 50 Гц. Масса не более 60 кг.
Смолин Евгений · ПО Техника · 26 марта · Россия · Пермский край
Конденсатор КС2-0, 38-50-3У3; КЭ2-0, 38-36-3У3; КЭК2-0, 4-67-3У3.

УСЛУГИ: Ремонт конденсаторных установок опыт работы 15 лет!

Ремонт конденсаторных установок любой мощности различных производителей. Всегда есть в наличии электронные компоненты и расходные материалы. Гарантия сервисного центра на все виды работ. Любая форма оплаты для юридических и физических лиц. Выезд сервисной службы по Москве и Московской области также в регионы России. Гарантия на все виды работ работаем по договору.
Плешков Анатолий · ЭТК Мобил Плюс · Вчера · Россия · г Москва
Ремонт конденсаторных установок опыт работы 15 лет!

ПРОДАМ: Конденсатор КС2-0, 5-36-2У3

Предлагаем конденсаторы КС2-0,5-36-2У3. Косинусные конденсаторы типа КС2; КЭ2; КЭК2; КЭП2. Для повышения коэффициента мощности электроустановок в сетях переменного тока частоты 50 Гц. В том числе и для комплектации конденсаторных установок.
Смолин Евгений · ПО Техника · 23 марта · Россия · Пермский край
Конденсатор КС2-0, 5-36-2У3

ПРОДАМ: Установки конденсаторные укм укрм Конденсаторы ээвп ээвк ээпв эспв, смв, см-66, см-110, смб, смм, смп, кпс

ООО Юнит-Пром, г. Екатеринбург Услуги снабжения предприятий и продажа электрооборудования оптом Перечень товаров предлагаем вашему вниманию на странице http://unit-prom.tk Конденсаторы, установки конденсаторные по цене предприятия изготовителя официальное представительство ээвп (ээвк), ээпв, ээпвп, эспв, эсвп, смв, кпс, дмр, бск-6, см-66, см-110, смб, смв, смм, смп, сма, смаб, смабв, смав, смаив, смаои, смаоив, смаи, смап, смапв, дмк, дмка, дмкп, дмкф, смпв, смбв, смбпв, кс0, кмпс, км, кэ1, кэб, кэт, пи-1, пи-2, пи-3, пи-4, пи-5, пи-6, укт-10,5, бск-35, бск-110, кэс, кээс, кэп, кээп, кээпв, кэпш, кэпф, кэпфм, кэф, кэшк, фэт-4, им-4, им-5, иэ, кур, крн, доси, ук, укм63, укл56м, укл57м, укп56м, укп57м, укрм56, укрм57, укмф1, укмф2,3, укмт-0,4, ук-0,4, ук1-0,4, ук2-0,4, ук3-0,4, ук4-0,4, ук5-0,4, ук6-0,4, бк-1,05, бкэ-1,05, бк-2,1, уко-12, дпс, лпс и т. д. Каталог конденсаторной продукции Батареи статических конденсаторов Блоки"БСК-6 БСК-10 БСК-35 БСК-110 БСК-220» Конденсаторы специальные высоковольтные и импульсные «КЭЭС, КЭЭП, КЭПФ, КЭПФМ, КЭФ, КЭШК, КЭП, ФЭТ, КЭПШ, КЭПП, ИМ, КПС» Конденсаторы косинусные высоковольтные Конденсаторы для повышения коэффициента мощности электроустановок переменного тока частотой 50 и 60 Гц, а также для комплектации конденсаторных установок «КЭ, КЭС, КЭП» КЭСО-1,05-30 2У1 КЭС0-1,05-34 2У1 КЭС1-1,05-63 2У1(1У1) КЭС1-1,05-67 2У1(1У1) КЭС1-1,05-75 2У3 КЭС2-1,05-125 2У1(1У1) КЭП1-1,05-63 2У1(1У1) КЭП2-1,05-125 2У1(1У1) КЭП2-1,05-200 2У1 КЭП1-10,5-25 2УХЛ1 КЭП1-6,3-25 2УХЛ5 (2У1); 2УХЛ1 КЭП1-3,15(6,3; 10,5)-30 2УХЛ1 КЭП1-6,3(10,5)-37,5 2УХЛ1 КЭП1-6,3(10,5)-45 2У1 КЭП1-6,3(10,5)-50 2У1 КЭП1-6,3(10,5)-60 2У1 КЭП1-6,3(10,5)-75 2У1 КЭП2-6,3(10,5)-100 2У1 КЭП2-6,3(10,5)-120 2У1 КЭП2-6,3(10,5)-135 2У1 КЭП2-6,3(10,5)-150 2У1 КЭП3-6,3-50 3У2 КЭП3-6,3-60 3У2 КЭП3-6,3-75 3У2 КЭП3-6,3-100 3У2 КЭП3-3,6-100 3У3 КЭП3-6,3-150 3У1 КЭП3-6,6-150 3У2 КЭП3-10,5-200 2У1 КЭП3-6,6-200 3У2 КЭП3-6,3(6,6; 7,3; 10,5)-225 2У1; (3У2); 3У3 КЭП3-6,3(10,5)-250 3У2...
Семенов Евгений · Юнит-пром · 25 марта · Россия · Свердловская обл
Установки конденсаторные укм укрм Конденсаторы ээвп ээвк ээпв эспв, смв, см-66, см-110, смб, смм, смп, кпс
Российский производитель и бренд низковольтной аппаратуры: электрооборудования для ввода, распределения и учета электричества, локальной автоматизации технологических процессов, а также комплексных энергоэффективных решений для любой отрасли индустрии.