Передача, распределение и накопление электроэнергии

Особенности алюминиевых электролитических конденсаторов

31 марта 2024 г. в 11:11

Электролиты, травление электродов и особенности конструкции алюминиевых электролитических конденсаторов. Самовосстановление алюминиевых электролитических конденсаторов.

Как было показано в предыдущем материале цикла материалов по конденсаторам для силовой электроники одним из основных компонентов алюминиевых электролитических конденсаторов является электролит, который обеспечивает «трансфер» ионов между катодом и анодом, и должен быть очень хорошим проводником в широком диапазоне температур. На текущий момент выделяют 3 основных группы электролитов для алюминиевых электролитических конденсаторов:

  • электролиты на основе борной или бензойной кислоты, растворенной в этиленгликоле или глицерине и воде.

Эти растворы уже стали «стандартными» электролитами, которые уже давно используются из-за их низкой стоимости, имеют содержание воды от 5 до 20%, применяются для конденсаторов с пороговой рабочей температурой 85 °C и даже 105 °C во всем диапазоне напряжений до 500 В. Однако в этих электролитах происходит нежелательная химическая реакция, при которой кислота со спиртом дает сложный эфир и воду, что провоцирует деградацию электролита и коррозионные процессы на электродах из алюминиевого сплава;

  • безводные электролиты на основе органических растворителей, таких как диметилформамид (dimethylformamide – DMF), γ-бутиролактон (γ-butyrolactone – GBL) или диметилацетамид (dimethylacetamide – DMA).

Эти электролиты с органическим растворителем подходят для температурных диапазонов до 150 °C, имеют низкие значения токов утечки и устойчивость к старению (деградации). Лучшие характеристики имеют электролиты на базе DMА и GBL, но они дороже электролитов на основе диметилформамида, который в свою очередь является канцерогеном и может быть вредным для здоровья людей;

  • электролиты на водной основе (с высоким содержанием воды – до 70%), используемые в алюминиевых электрических конденсаторах с номинальным напряжением до 100 В для получения низкого импеданса, низкого ESR при сравнительно небольшой стоимости.

Для повышения емкости без увеличения габаритов используют контролируемое травление электродов с помощью «маски», которую затем удаляют, а для травления применяют фосфорную кислоту (H3PO4), уксусную и азотную кислоты (HNO3). Толщина оксидного слоя (от нескольких нм до нескольких сотен нм) и травление алюминиевой фольги анода (позволяющее увеличить эффективную поверхность в 20–200 раз), в совокупности с жидким электролитом дает возможность выйти на значительные показатели емкости.

Между катодом и анодом помещают специальную конденсаторную бумагу, которая служит физическим сепаратором, ограничивающим риск коротких замыканий между двумя электродами, но если тонкий слой Al2O3 (оксид алюминия) на катоде образуется в результате естественного окисления алюминия, что ограничивает коррозию, то слой оксида алюминия на аноде, образуется во время изготовления конденсатора в результате приложения потенциала и согласно уравнению 2(𝐴𝑙3+) + 3𝐻2𝑂→𝐴𝑙2𝑂3+6𝐻+.

Самовосстановление алюминиевых электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы имеют специфическую особенность – постоянный ток утечки из-за несовершенства диэлектрика и химических процессов, происходящих при хранении и/или во время, когда нет приложенного напряжения. Для того, чтобы резко снизить ток утечки конденсатора сегодня используют способ кратковременной подачи фиксированного напряжения на конденсаторы, запускающий электрохимическую реакцию, которая приводит к естественному окислению алюминиевого сплава, протекает даже при незначительных дефектах диэлектрика и регенерирует слой оксида алюминия.

Этот способ называют «самовосстановлением» электролитического конденсатора, но процесс не следует путать с «самовосстановлением» диэлектрика пленочных металлизированных конденсаторов после локального пробоя. При «самовосстановлении» электролитических конденсаторов ток утечки падает уже в течение первых минут подачи напряжения, отражая регенерацию диэлектрического слоя, обусловленную окислительно-восстановительными реакциями, а время, необходимое для «самовосстановления» зависит от типа электролита.

После того, как диэлектрический слой полностью регенерирует (обычно в течение нескольких минут), ток утечки стремится к стабильному номинальному значению, а если это не происходит, то значит в конструкции есть необратимые повреждения.

Источник: Завод конденсаторных установок «МИРКОН»

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

Информация о компании

Завод конденсаторных установок «МИРКОН» осуществляет полный цикл мероприятий по вопросам компенсации реактивной мощности.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Конденсаторы

Конденсатор — это устройство, используемое для накопления заряда и энергии электрического поля. Характеристики конденсатора определяются его конструкцией и свойствами используемых в ней материалов. В упрощенном виде конструкция устройства состоит из двух пластин (обкладок), выполняющих роль электродов, и разделяющего их диэлектрика (вещество, которое не проводит электрический ток), толщина которого меньше пластин. Основной характеристикой конденсатора является его емкость, то есть то количество заряда электрической энергии, которое он может накопить. Данная характеристика увеличивается пропорционально увеличению площади обкладок и уменьшается пропорционально уменьшению расстояния между ними. Также важной характеристикой работы конденсатора является рабочее напряжение, то есть то, при котором устройство может работать с сохранением параметров в допустимых пределах. Кроме того, у конденсаторов есть допустимое отклонение (допуск) величины его реальной емкости от того параметра, который указан на его корпусе. Существуют различные критерии дифференциации конденсаторов: — по назначению (различают конденсаторы общего и специального назначения); — по критерию изменения емкости (выделяют конденсаторы постоянной емкости, переменной емкости и подстроечные); — по свойствам материала, используемого в качестве диэлектрика (воздух, слюда, металлизированная бумага и т. д.); — по способу монтажа (для печатного монтажа или, например, для навесного монтажа); — по характеру защиты от внешней среды (конденсаторы бывают защищенные и незащищенные, изолированные и неизолированные).
Коваль Юлия · ПРОТЕХ · 10 апреля · Россия · г Москва

ПРОДАМ: Нитрид алюминия

Собственное производство!!! В настоящее время нитрид алюминия является перспективным материалом, что обусловлено уникальным сочетанием его физических и электрических характеристик: высокой теплопроводности, хороших электроизоляционных характеристик, умеренного коэффициента теплового расширения при относительно невысокой стоимости. В последнее время зарубежные фирмы выпускающие электронные компоненты переходят на использование нитрида алюминия практически во всех областях. Наиболее интенсивно нитрид алюминия используется для изготовления корпусов и подложек интегральных микросхем, мощных транзисторов, поглотителей, теплопроводящих паст и компаундов. Алюминий нитрид гексагональный марки «ALNф-40» (Нитрид алюминия марки «ALNф-40») Алюминия нитрид марки «ALNф-40» представляет собой белый кристаллический порошок. Химическая формула: ALN. Температура плавления 22350С. Плотность 3,26 кг/дм3 Технические требования ТУ РБ 100572280.005-2009 Наименование показателя Норма Внешний вид Массовая доля алюминий нитрида, %, не менее Массовая доля алюминий оксид, %, не более Массовая доля алюминий фтористый, %, не более Массовая доля железа, %, не более Фракционный состав — массовая доля: фракции 5-25 мкм, %, не менее фракции 25-40 мкм, %, не более фракции -5 мкм, %, не более Удельная поверхность, м2/г, не более Порошок белого или серого цвета. 98,5 0,5 1 0,03 75 25 5 (определяется по требованию заказчика) Требования безопасности Алюниний нитрид марки «ALNф-40» в соответствии с ГОСТ 12.1.007 относится к 4 классу ― классу веществ малоопасных. ПДК в воздухе рабочей зоны 6 мг/м3. Алюминий нитрид марки «ALNф-40» пожаро-взрывобезопасен. Упаковка, транспортирование, хранение Алюминий нитрид марки «ALNф-40» упаковывают в полиэтиленовые мешки или пакеты полиэтиленовые разной вместимостью. Алюминий нитрид марки «ALNф-40» транспортируют мелкими отправками в крытых транспортных средствах всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозок грузов. Алюминий нитрид марки «ALNф-40»...
Войткус Вадим · ООО "Производственная компания Спецрезинотехника" · 10 апреля · Беларусь · Минская обл
Нитрид алюминия

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 · 8 апреля · Россия · Пермский край
Конденсатор КС2-0, 38-50-3У3; КЭ2-0, 38-36-3У3; КЭК2-0, 4-67-3У3.

ПРОДАМ: Охладители алюминиевые для силовых диодов/тиристоров

Охладители (радиаторы) для силовых транзисторов, диодов, тиристоров. При желании комплектуем изоляторами. 1. ТО-3 для транзисторов типа КТ818, КТ825, 7812, … 30 руб/шт. (бу) 2. Охладитель 75×45×96 с резьбой М20… 350 руб/шт. 3. Охладитель 80×70×100 с резьбой М20…. ..... 450 руб/шт. Есть много типов радиаторов для диодов, тиристоров, транзисторов. Пишите на Ватсап, или звоните- обязательно ответим на все вопросы. Отправляем в регионы, бережно упаковываем!
Иванов Иван · ООО "Вымпел" · 11 апреля · Россия · Томская обл
Охладители алюминиевые для силовых диодов/тиристоров

ПРОДАМ: Блок зажимов ТC HLT Electric

Назначение – Блоки зажимов применяются для безопасного присоединения и ответвления медных и алюминиевых проводников в цепях переменного тока напряжением до 660 В и постоянного тока 440 В. Область применения – Распределительные шкафы, щиты. Материалы: – Материал корпуса: карболит; – Материал токоведущей части: латунь; – Винты: сталь оцинкованная. Преимущества: – Не поддерживающий горение материал корпуса; – Визуальный контроль за состоянием контактов; – Волнистые насечки для надежной фиксации проводника; – Возможность крепления на монтажную панель.
Отдел продаж · ФАТО ЭЛЕКТРИК · 8 апреля · Россия · г Москва
Блок зажимов ТC HLT Electric
Lovato Electric — компания с высоким статусом среди крупных игроков мирового рынка электротехники. Благодаря своим широчайшим компетенциям, долгосрочному стратегическому планированию, глубоким исследованиям рыночной конъюнктуры и научно-исследовательской работе в электротехнической сфере Lovato Electric выступает признанным лидером среди аналогичных предприятий, предлагая потребителям лишь лучший продукт.