Повна версія

Головна arrow Техніка arrow ЕЛЕКТРОННІ АПАРАТИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ВПЛИВ ФОРМИ І ЧАСТОТИ НАПРУГИ НА РОБОТУ КОНДЕНСАТОРІВ

Конденсатори змінного струму виконують такі основні функції в силових електронних апаратах:

  • - компенсують реактивну потужність на частоті основної гармоніки напруги;
  • - накопичують енергію для примусової комутації тиристорів;
  • - формують траєкторії перемикання електронних ключів в складі ЦФТП;
  • - фільтрують вищі гармоніки струму і напруги в ланцюгах змінного струму.

У конденсаторах фільтрів вищих гармонік також протікають Несинусоїдальні струми, спектральний склад яких необхідно враховувати при виборі типу і параметрів конденсаторів.

Несинусоїдальні струми і напруги призводять до зростання втрат потужності в конденсаторі, а також зміни ряду найважливіших параметрів. Відомо, що при синусоїдальній напрузі втрати в конденсаторі пропорційні тангенсу кута втрат в діелектрику. Збільшення втрат активної потужності призводить до необхідності знижувати при підвищенні частоти допустиме значення напруги на конденсаторі. Збільшення діючих значень струмів вищих гармонік створює небезпеку виходу з ладу контактних висновків та інших елементів конструкції конденсатора, що також призводить до необхідності зниження допустимих діючих значень напруг на конденсаторі з ростом частоти. Типова залежність допустимого діючого значення синусоїдальної напруги на конденсаторі змінного струму (в відносних одиницях) приведена на рис. 2.12 (див. Роботу [5]).

Залежність амплітуди допустимого напруги конденсатора

Мал. 2.12. Залежність амплітуди допустимого напруги конденсатора

від частоти

Електролітичні конденсатори є основними елементами фільтрів постійного струму. У робочому режимі конденсатори знаходяться під постійним впливом як постійної, так і змінної складових напруги. Зазвичай в технічних умовах на електролітичні конденсатори в якості основних параметрів крім значень ємності вказуються номінальне значення постійної складової і допустиме значення змінного синусоїдального напруги частотою 50 Гц. Однак при більш високих частотах слід враховувати й інші фактори, що викликають зменшення провідності конденсатора як елемента в цілому і, як наслідок, зниження його здатності, що фільтрує [5]. Так, при синусоидальном струмі фільтруюча здатність визначається повним опором конденсатора Z c , яке відповідає схемі заміщення, представленої на рис. 2.13, а , де С д - ємність, обумовлена діелектриком; г д , г ел - активні опори, відповідні втрат в діелектрику і електроліті, а Ь е - еквівалентна індуктивність секції і висновків. Згідно зі схемою заміщення при частоті /

де

На рис. 2.13, б як приклад приведена залежність відносного значення повного опору (Z ^) від частоти для конденсаторів типу К50-20 при температурі навколишнього середовища 25 ° С. Штриховий лінією показана частотна характеристика ідеального конденсатора (к = 0 , г ел = 0).

Специфіка роботи конденсатора К50-20

Мал. 2.13. Специфіка роботи конденсатора К50-20:

а - схема заміщення електролітичного конденсатора; б - залежність повного опору від частоти

З наведених залежностей випливає, що фільтрує здатність конденсаторів К50-20 починає знижуватися при частотах понад 10 кГц, а при частотах більше 20 кГц застосування їх стає недоцільним. При частотах вище зазначених слід використовувати конденсатори з органічним або керамічним діелектриком.

Якщо форма змінної складової протікає через конденсатор струму відмінна від синусоїди, то ефективність фільтрації конденсатора також змінюється. Наприклад, при великих значеннях di / dt складові змінної напруги на виводах конденсатора, обумовлені індуктивністю Ь е , зростають і можуть значно перевищувати змінну складову напруги безпосередньо на ємності С д .

Для попередніх оцінок на етапах проектування електронних апаратів досить враховувати основні, переважні гармоніки в пульсації напруги на конденсаторі, використовуючи для розрахунків принцип накладення. Отримані дані слід уточнювати експериментально, зокрема вимірюючи діючі значення струмів (за допомогою термоамперметров), а також температуру корпусу конденсатора і навколишнього середовища.

 
<<   ЗМІСТ   >>