高效率长寿命的混合型直流母线电容研究

发布时间：2021-11-16 01:17

　　逆变器的直流母线通常使用电解电容器消纳开关过程中的瞬时能量,在电网电压穿越时缓冲能量冲击。电解电容器必须降额使用以保证逆变器的寿命满足标准。针对这一问题,深入研究了薄膜电容器与电解电容器混合使用的混合型直流母线电容。通过使用高性能的薄膜电容吸收纹波电流中的高频分量,有效减小了电解电容器的温升,从而提高了电解电容的寿命。仿真和实验结果有效地支持了这一结论。 

【文章来源】：电气传动. 2020,50(11)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

仿真电路示意图

直流母线单独使用40 m F电解电容的仿真结果如图2灰线所示，此时，纹波电流全部流进电解电容。额外并联2 m F高性能薄膜电容器（SB‐Electronics,SBE公司的Power Ring Film Capaci‐tor）后的仿真结果如图2黑线所示，所增加的2m F电容器为直流纹波电流提供了新的通路，特别是其中的高频分量。图3为阻抗对比图，从图中可以明显地看出，在4 k Hz以下的低频段，电解电容的阻抗小于薄膜电容；4 k Hz以上的高频段，薄膜电容的阻抗明显小于电解电容。这样一来，对应图2的纹波电流频谱分析结果，直流母线中的纹波电流将主要流过薄膜电容，从而实现了显著降低电解电容温升的目的。

图3为阻抗对比图，从图中可以明显地看出，在4 k Hz以下的低频段，电解电容的阻抗小于薄膜电容；4 k Hz以上的高频段，薄膜电容的阻抗明显小于电解电容。这样一来，对应图2的纹波电流频谱分析结果，直流母线中的纹波电流将主要流过薄膜电容，从而实现了显著降低电解电容温升的目的。在电解电容旁边并联2 m F薄膜电容后，仅有43%的电流纹波流进电解电容，电解电容器的纹波电流有效值从175 A降低到103 A，所产生的损耗仅为原先的1/3（相应地，电解电容的温升也会显著降低）。这样一来，增加了2 m F薄膜电容后，电解电容的寿命就得到了显著的提升。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CAN总线的模块化UPS并联控制策略[J]. 苏宁焕.  西安工程大学学报. 2018(06)



本文编号：3497891