මෙම සතියේ අපි පසුගිය සතියේ ලිපිය සමඟ ඉදිරියට යමු.

1.2 විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රක

විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රකවල භාවිතා වන පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යය ඇලුමිනියම් විඛාදනයෙන් සෑදෙන ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් වන අතර, පාර විද්‍යුත් නියතය 8 සිට 8.5 දක්වා සහ ක්‍රියාකාරී පාර විද්‍යුත් ශක්තිය 0.07V/A (1µm=10000A) පමණ වේ. කෙසේ වෙතත්, එවැනි ඝනකමක් ලබා ගැනීමට නොහැකි ය. ඇලුමිනියම් ස්ථරයේ ඝණකම විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රකවල ධාරිතා සාධකය (නිශ්චිත ධාරිතාව) අඩු කරයි, මන්ද හොඳ ශක්ති ගබඩා ලක්ෂණ ලබා ගැනීම සඳහා ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් පටලයක් සෑදීමට ඇලුමිනියම් තීරු කැටයම් කළ යුතු අතර, මතුපිට බොහෝ අසමාන මතුපිට සාදනු ඇත. අනෙක් අතට, ඉලෙක්ට්‍රෝලය ප්‍රතිරෝධය අඩු වෝල්ටීයතාව සඳහා 150Ωcm සහ ඉහළ වෝල්ටීයතාව (500V) සඳහා 5kΩcm වේ. ඉලෙක්ට්‍රෝලයයේ ඉහළ ප්‍රතිරෝධය විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රකයට ඔරොත්තු දිය හැකි RMS ධාරාව සීමා කරයි, සාමාන්‍යයෙන් 20mA/µF දක්වා.

මෙම හේතූන් නිසා විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රක සාමාන්‍යයෙන් 450V උපරිම වෝල්ටීයතාවයක් සඳහා නිර්මාණය කර ඇත (සමහර තනි නිෂ්පාදකයින් 600V සඳහා නිර්මාණය කරයි). එබැවින්, ඉහළ වෝල්ටීයතාවයක් ලබා ගැනීම සඳහා ධාරිත්‍රක ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කිරීමෙන් ඒවා සාක්ෂාත් කර ගැනීම අවශ්‍ය වේ. කෙසේ වෙතත්, එක් එක් විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රකයේ පරිවාරක ප්‍රතිරෝධයේ වෙනස නිසා, එක් එක් ශ්‍රේණියට සම්බන්ධිත ධාරිත්‍රකයේ වෝල්ටීයතාවය සමතුලිත කිරීම සඳහා එක් එක් ධාරිත්‍රකයට ප්‍රතිරෝධයක් සම්බන්ධ කළ යුතුය. ඊට අමතරව, විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රක ධ්‍රැවීකරණය වූ උපාංග වන අතර, යොදන ලද ප්‍රතිලෝම වෝල්ටීයතාවය 1.5 ගුණයක් Un ඉක්මවන විට, විද්‍යුත් රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදු වේ. යොදන ලද ප්‍රතිලෝම වෝල්ටීයතාවය ප්‍රමාණවත් තරම් දිගු වූ විට, ධාරිත්‍රකය පිටතට ගලා යයි. මෙම සංසිද්ධිය වළක්වා ගැනීම සඳහා, එය භාවිතා කරන විට එක් එක් ධාරිත්‍රකය අසල ඩයෝඩයක් සම්බන්ධ කළ යුතුය. ඊට අමතරව, විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රකවල වෝල්ටීයතා සර්ජ් ප්‍රතිරෝධය සාමාන්‍යයෙන් 1.15 ගුණයක් Un වන අතර හොඳ ඒවා 1.2 ගුණයකින් Un වෙත ළඟා විය හැකිය. එබැවින් නිර්මාණකරුවන් ස්ථාවර-තත්ව ක්‍රියාකාරී වෝල්ටීයතාවය පමණක් නොව ඒවා භාවිතා කරන විට සර්ජ් වෝල්ටීයතාවය ද සලකා බැලිය යුතුය. සාරාංශයක් ලෙස, පටල ධාරිත්‍රක සහ විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රක අතර පහත සංසන්දනාත්මක වගුව ඇඳිය ​​හැකිය, රූපය 1 බලන්න.

2. යෙදුම් විශ්ලේෂණය

පෙරහන් ලෙස DC-Link ධාරිත්‍රක සඳහා ඉහළ ධාරාවක් සහ ඉහළ ධාරිතාවක් සහිත සැලසුම් අවශ්‍ය වේ. උදාහරණයක් ලෙස රූපය 3 හි සඳහන් පරිදි නව බලශක්ති වාහනයක ප්‍රධාන මෝටර් ධාවක පද්ධතියයි. මෙම යෙදුමේදී ධාරිත්‍රකය විසන්ධි කිරීමේ කාර්යභාරයක් ඉටු කරන අතර පරිපථයේ ඉහළ මෙහෙයුම් ධාරාවක් ඇත. පටල DC-Link ධාරිත්‍රකයට විශාල මෙහෙයුම් ධාරා (Irms) වලට ඔරොත්තු දීමේ හැකියාව ඇත. උදාහරණයක් ලෙස 50~60kW නව බලශක්ති වාහන පරාමිතීන් ගන්න, පරාමිතීන් පහත පරිදි වේ: මෙහෙයුම් වෝල්ටීයතාවය 330 Vdc, රැළි වෝල්ටීයතාව 10Vrms, රැළි ධාරාව 150Arms@10KHz.

එවිට අවම විදුලි ධාරිතාව ගණනය කරනු ලබන්නේ:

පටල ධාරිත්‍රක නිර්මාණය සඳහා මෙය ක්‍රියාත්මක කිරීම පහසුය. විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රක භාවිතා කරන බව උපකල්පනය කළහොත්, 20mA/μF සලකා බැලුවහොත්, විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රකවල අවම ධාරිතාව ඉහත පරාමිතීන් සපුරාලීම සඳහා පහත පරිදි ගණනය කෙරේ:

මෙම ධාරණාව ලබා ගැනීම සඳහා සමාන්තරව සම්බන්ධිත බහු විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රක අවශ්‍ය වේ.

සැහැල්ලු දුම්රිය, විදුලි බස්, උමං මාර්ග වැනි අධි වෝල්ටීයතා යෙදීම් වලදී. මෙම බලතල පැන්ටොග්‍රැෆ් හරහා ලොකොමෝටිව් පැන්ටොග්‍රැෆ් වෙත සම්බන්ධ කර ඇති බව සලකන විට, ප්‍රවාහන ගමනේදී පැන්ටොග්‍රැෆ් සහ පැන්ටොග්‍රැෆ් අතර සම්බන්ධතාවය වරින් වර සිදු වේ. දෙක ස්පර්ශ නොවන විට, බල සැපයුම DC-L තීන්ත ධාරිත්‍රකය මගින් සහාය දක්වන අතර, සම්බන්ධතාවය ප්‍රතිස්ථාපනය කළ විට, අධි වෝල්ටීයතාව ජනනය වේ. නරකම අවස්ථාව වන්නේ විසන්ධි වූ විට DC-Link ධාරිත්‍රකය මගින් සම්පූර්ණ විසර්ජනයකි, එහිදී විසර්ජන වෝල්ටීයතාවය පැන්ටොග්‍රැෆ් වෝල්ටීයතාවයට සමාන වන අතර, සම්බන්ධතාවය ප්‍රතිස්ථාපනය කළ විට, ප්‍රතිඵලයක් ලෙස අධි වෝල්ටීයතාව ශ්‍රේණිගත කළ මෙහෙයුම් Un මෙන් දෙගුණයක් පමණ වේ. චිත්‍රපට ධාරිත්‍රක සඳහා DC-Link ධාරිත්‍රකය අතිරේක සලකා බැලීමකින් තොරව හැසිරවිය හැකිය. විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රක භාවිතා කරන්නේ නම්, අධි වෝල්ටීයතාව 1.2Un වේ. ෂැංහයි මෙට්‍රෝ උදාහරණයක් ලෙස ගන්න. Un=1500Vdc, විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රකය සඳහා වෝල්ටීයතාවය සලකා බැලිය යුතුය:

ඉන්පසු 450V ධාරිත්‍රක හය ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කළ යුතුය. පටල ධාරිත්‍රක නිර්මාණය 600Vdc සිට 2000Vdc දක්වා හෝ 3000Vdc දක්වා භාවිතා කරන්නේ නම් පහසුවෙන් සාක්ෂාත් කරගත හැකිය. ඊට අමතරව, ධාරිත්‍රකය සම්පූර්ණයෙන්ම විසර්ජනය කිරීමේදී ශක්තිය ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙක අතර කෙටි පරිපථ විසර්ජනයක් සාදයි, DC-Link ධාරිත්‍රකය හරහා විශාල ආක්‍රමණ ධාරාවක් ජනනය කරයි, එය සාමාන්‍යයෙන් විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රක අවශ්‍යතා සපුරාලීමට වෙනස් වේ.

ඊට අමතරව, විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රක හා සසඳන විට DC-Link පටල ධාරිත්‍රක ඉතා අඩු ESR (සාමාන්‍යයෙන් 10mΩ ට අඩු සහ <1mΩ ට අඩු) සහ ස්වයං-ප්‍රේරණය LS (සාමාන්‍යයෙන් 100nH ට අඩු සහ සමහර අවස්ථාවල 10 හෝ 20nH ට අඩු) ලබා ගැනීමට නිර්මාණය කළ හැකිය. මෙය DC-Link පටල ධාරිත්‍රකය යොදන විට IGBT මොඩියුලයට සෘජුවම ස්ථාපනය කිරීමට ඉඩ සලසයි, එමඟින් බස් තීරුව DC-Link පටල ධාරිත්‍රකයට ඒකාබද්ධ කිරීමට ඉඩ සලසයි, එමඟින් පටල ධාරිත්‍රක භාවිතා කරන විට කැපවූ IGBT අවශෝෂක ධාරිත්‍රකයක අවශ්‍යතාවය ඉවත් කරයි, නිර්මාණකරුට සැලකිය යුතු මුදලක් ඉතිරි කරයි. රූපය 2. සහ 3 C3A සහ C3B නිෂ්පාදන කිහිපයක තාක්ෂණික පිරිවිතර පෙන්වයි.

3. නිගමනය

මුල් දිනවල, DC-Link ධාරිත්‍රක පිරිවැය සහ ප්‍රමාණය සලකා බැලීම් හේතුවෙන් බොහෝ දුරට විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රක විය.

කෙසේ වෙතත්, විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රක වෝල්ටීයතාවයට සහ ධාරාවට ඔරොත්තු දීමේ හැකියාවෙන් (පටල ධාරිත්‍රකවලට සාපේක්ෂව බොහෝ ඉහළ ESR) බලපායි, එබැවින් විශාල ධාරිතාවක් ලබා ගැනීමට සහ ඉහළ වෝල්ටීයතා භාවිතයේ අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රක කිහිපයක් ශ්‍රේණිගතව සහ සමාන්තරව සම්බන්ධ කිරීම අවශ්‍ය වේ. ඊට අමතරව, විද්‍යුත් විච්ඡේදක ද්‍රව්‍යවල වාෂ්පීකරණය සැලකිල්ලට ගනිමින්, එය නිතිපතා ප්‍රතිස්ථාපනය කළ යුතුය. නව බලශක්ති යෙදුම් සඳහා සාමාන්‍යයෙන් නිෂ්පාදන ආයු කාලය අවුරුදු 15 ක් අවශ්‍ය වේ, එබැවින් මෙම කාලය තුළ එය 2 සිට 3 වතාවක් ප්‍රතිස්ථාපනය කළ යුතුය. එබැවින්, මුළු යන්ත්‍රයේම අලෙවියෙන් පසු සේවාවේ සැලකිය යුතු පිරිවැයක් සහ අපහසුතාවයක් ඇත. ලෝහකරණ ආලේපන තාක්ෂණය සහ පටල ධාරිත්‍රක තාක්ෂණය සංවර්ධනය කිරීමත් සමඟ, ආරක්ෂිත පටල වාෂ්පීකරණ තාක්ෂණය භාවිතයෙන් 450V සිට 1200V දක්වා හෝ ඊට වැඩි වෝල්ටීයතාවයක් සහිත අතිශය තුනී OPP පටලයක් (සිහින්ම 2.7µm, 2.4µm පවා) සමඟ ඉහළ ධාරිතාවයකින් යුත් DC පෙරහන් ධාරිත්‍රක නිෂ්පාදනය කිරීමට හැකි වී තිබේ. අනෙක් අතට, DC-Link ධාරිත්‍රක බස් තීරුව සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීම ඉන්වර්ටර් මොඩියුල සැලසුම වඩාත් සංයුක්ත කරන අතර පරිපථය ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා පරිපථයේ අයාලේ යන ප්‍රේරණය බෙහෙවින් අඩු කරයි.