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薄膜电容在高压变频器中的应用优势

日期:2016年05月14日   信息来源:未知

目前,很多高压变频项目招标中,终端使用用户明确要求投标人提供直流支撑电容器的寿命证明及性能介绍,甚至有的用户明确要求必须选用金属薄膜电容器作为支撑电容。那么,金属薄膜电容器相对传统铝电解电容究竟有哪些突出优势呢?
 
首先,铝电解电容器额定电压较低(通常≤450V),要获得更高的耐压等级,通常需要串联使用,在串联过程中必须考虑均压问题。薄膜电容器单体电压最高可达20kV,在中高压变频应用中无需考虑串联问题,当然均压等连接问题以及相应的成本、人力就无需考虑。
 
其次,金属薄膜电容器耐纹波电流能力可以达到同等容量铝电解电容器额定纹波电流的十倍到几十倍,铝电解电容器为了达到更高的耐电流能力,通常采用更大的容量来满足要求,而更大容量是对成本和安装空间的一种不必要的浪费。
 
再者,薄膜电容的ESR通常很低,一般在1mΩ以下,寄生电感也非常低,仅为几十个nH。这些都是铝电解电容所无法企及的。极低的ESR使开关管上的电压应力大大减小,有利于开关管工作的可靠性和稳定性。
 
此外,铝电解电容由于无法控制铝极板氧化面积,导致在容量误差方面无法精确控制,一般误差在20%左右以内,而金属薄膜电容器可以通过直接控制卷绕的金属薄膜极板面积达到对容量公差的精确控制,如果客户有需要,公差可以控制在1%以内!目前,常规产品一般采用5%和10%的制造公差。另外,铝电解电容器的损耗很大,其中无功损耗可以占到总无功容量的20%,而且铝电解电容会随着频率的增大而增大,频率超过1000HZ后损耗变化率逐渐增大,有功损耗增大则发热量增大,这也是在中、高频大功率环境下采用铝电解直流支撑电容器发热量大、故障率高、寿命短的原因,一般额定工况下预期寿命小于5000小时,铝电解电容的损坏常常导致整台设备无法继续运转。在高压变频器整个寿命期间,薄膜电容器可以做到免维护,大大节约终端客户的维护成本和人力。
 
总之,采用薄膜电容作为直流支撑电容可进一步提高整个中、高压变频系统的可靠性和稳定性,薄膜电容作为中高压变频器直流支撑电容已经成为行业的共识和必然趋势。
作为直流支撑电容时,两者综合对比如下:
序号
比较项目
薄膜电容
1
寿命
可达20年以上(60℃)
5-7年(60℃)
2
耐纹波能力
3
单台额定电压
可达20kV
通常为450V
4
容量公差
可达±1%
一般±20%
5
温度特性
6
制造方式
干式无极性低电感
湿式有极性高自感
7
自愈性
8
高频特性
一般
 

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