Электролитические конденсаторы для электроприводов из комплектного преобразователя и электродвигателя – особенности, преимущества, недостатки. Пленочные конденсаторы для электроприводов из комплектного преобразователя и электродвигателя.
В предыдущем материале цикла было описано основное различие между электроприводом из комплектного преобразователя и электродвигателя, и «автономным» электродвигателем (с исполнительным механизмом), запускаемым с помощью рабочих и пусковых конденсаторов.
Также даны основные преимущества и недостатки керамических и многослойных (MLCC – Multi-layer Ceramic Capacitors) керамических конденсаторов, а этот материал предлагает информацию по электролитическим и пленочным металлизированными конденсаторам, используемым в электроприводах из комплектного преобразователя и электродвигателя.
Электролитические конденсаторы для электроприводов из комплектного преобразователя и электродвигателя
Электролитические конденсаторы – сравнительно дешевый и наиболее востребованный вариант среди других типов конденсаторов с более высокой плотностью и низкими номинальными токами. Максимальная рабочая температура электролитических конденсаторов не более 120 ℃, а практический предел максимального напряжения около 600 В.
Электролитические конденсаторы являются предпочтительным выбором для звена постоянного тока комплектного преобразователя электропривода, однако высокие значения ESR и ESL в электролитических конденсаторах ограничивают их максимальную рабочую частоту и зависят от полярности. Кроме того, срок службы современных электролитических конденсаторов сравнительно небольшой из-за химически вызванной термической деградации, что несколько ограничивает их интеграцию в приводы. Различные современные электролитические конденсаторы, представленные на рынке, а также их диэлектрические свойства перечислены в таблице ниже.
Таблица. Наиболее распространенные электрические конденсаторы и их свойства.
| Материал анода | Диэлектрик | Относительная диэлектрическая проницаемость | Напряжение пробоя при толщине оксида, В/мкм |
|---|---|---|---|
| Алюминий | Оксид алюминия Al2O3 | 9.6 | 710 - 1000 |
| Тантал | Пентоксид тантала Ta2O5 | 27 | 625 |
| Ниобий | Пентоксид ниобия Nb2O5 | 41 | 400 |
Наиболее распространенным направлением применения алюминиевых электролитических конденсаторов остаются фильтры, а широкий диапазон номинальных напряжений и емкостей – характерной особенностью таких сборок. является выдающейся особенностью этих электролитических конденсаторов.
Тантал может образовывать чрезвычайно тонкие и защищенные оксидные слои с более высокой диэлектрической проницаемостью, а электролитические конденсаторы на его основе имеют более высокую удельную емкость, чем алюминиевые. Такие конденсаторы широко используются в силовых фильтрах, имеют низкий импеданс, минимальный ток утечки, высокую устойчивость, отличные высокочастотные характеристики и неплохой срок службы.
Ниобиевые конденсаторы производятся с использованием тех же процессов, что и танталовые, а потому имеют схожие химические свойства, но пентоксид ниобия обеспечивает на 40% большую диэлектрическую прочность, чем пентаоксид тантала, хотя имеет на 30% более низкое напряжение пробоя, что вынуждает производителей увеличивать габариты сборок. Максимальная рабочая температура ниобиевых конденсаторов ограничена 105 ℃, ток утечки в 5-10 раз больше, чем у танталовых, но ниобиевые более дорогие.
Пленочные конденсаторы для электроприводов из комплектного преобразователя и электродвигателя
Сегодня пленочные конденсаторы в основном производятся на основе диэлектрика из полипропилена или полиэфиров и характеризуются сочетанием эксплуатационных свойств, выделяющим их из других типов конденсаторов для электроприводов, поскольку:
- пленочные конденсаторы не зависят от полярности в отличие от электролитических и очень хорошо работают при высоких токах и напряжениях;
- полимерные пленки предпочтительны для накапливания и хранения энергии, поскольку обладают высокой диэлектрической прочностью на пробой, низким коэффициентом рассеяния и хорошей стабильностью в широком диапазоне частот и температур;
- металлизированные пленочные конденсаторы отличаются высокой надежностью, высоким среднеквадратичным током и малым изменением емкости и рабочего напряжения, а их характеристики резко зависят от рабочей частоты.
Более детально о характеристиках пленочных конденсаторах и правильном подходе к выбору конденсаторов для электроприводов из комплектного преобразователя и электродвигателя в следующем материале цикла.
