薄膜電容與電解電容比較具有耐高壓、高紋波電流承受能力、低ESR和ESL、長壽命、干式防爆、無極性和高頻特性好等優(yōu)越的電氣特性,越來越來越受電力行業(yè)的認(rèn)可接受。
、DC-LINK電容 (替換電解)
DC-LINK電容在風(fēng)電變流器中的功能主要是為后級(jí)逆變系統(tǒng)的功率器件開通瞬間提供有效值和幅值很高的脈動(dòng)電流,同時(shí)濾除前級(jí)整流和后級(jí)逆變IGBT產(chǎn)生的高頻紋波。 1、功能替代的理論分析(容量選擇方法分析)
在逆變電路中,能量轉(zhuǎn)換工式:Q=1/2CU2-1/2C(U-△U)2
其中:Q為每次IGBT導(dǎo)通時(shí)所需能量,U為電容導(dǎo)通前的電壓,△U為紋波電壓的峰峰值,C為電容容量。
Q的一般理論計(jì)算方法(每KW所需平均能量):
Q=3600000/3600/f=1000/f(其中f為PWM載波頻率)
以f=2KHz為例,Q=0.5J,假如直流母線電壓U=1000V時(shí),要求高頻紋波電壓△U為2%(即△U=20V),根據(jù)Q=1/2CU2-1/2C(U-△U)2可以算出C=25.25μF 在690VAC的風(fēng)電變流器中,假如要求高頻紋波電壓△U為≤2%時(shí),同時(shí)用IGBT整流的風(fēng)電變流器,整流側(cè)能提供50%以上的能量,
所以可以得出,每KW功率機(jī)器所需DC-LINK電容的容量為12.5μF以上即可滿足要求,實(shí)際應(yīng)用時(shí)留點(diǎn)余量,所以我們推薦是15~20μF/KW。紋波電流在我們的計(jì)算中不作考慮,因?yàn)楸∧る娙莸募y波電流承受能力可以達(dá)到200mA/μF,完全可以滿足要求。 例如,2MW/690VAC的風(fēng)電變流器,以每KW功率需DC-LINK電容的容量為17.5μF,那么2MW要的總DC-LINK電容的容量為35000μF。 2、薄膜電容與電解電容的性能比較 薄膜電容以其優(yōu)越的電性能在高壓大功率電力電子設(shè)備中得以廣泛應(yīng)用,特別在DC-LINK這個(gè)應(yīng)用場合,薄膜電容與電解電容相比較具有高紋波電流承受能力、耐高壓、低ESR和ESL、長壽命、干式防爆、無極性和高頻特性好等優(yōu)越的電氣性能,在高壓大功率電力電子設(shè)備中DC-LINK應(yīng)用薄膜電容替代電解電容是一種趨勢。 下面對(duì)薄膜電容和電解電容作一分析比較: 1)、電性能(從產(chǎn)品設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分析) 電解電容采用的是隱箔式有感卷繞結(jié)構(gòu),而薄膜電容采用的是金屬化薄膜無感卷繞結(jié)構(gòu),如下圖所示: