Aplicación de condensadores de filtro de CA para PCB en inversores

Ventajas de dieléctricos de película de polipropileno metalizados

Alta constante dieléctrica y potente almacenamiento de energía

La película de polipropileno metalizada tiene una alta constante dieléctrica, que permite a los condensadores almacenar más carga en un espacio limitado. En el circuito del filtro del inversor, el almacenamiento de carga suficiente ayuda a hacer frente de manera más eficiente a las fluctuaciones de corriente, absorber y liberar rápidamente las cargas, estabilizar la salida de voltaje y garantizar un funcionamiento suave del inversor. Por ejemplo, en el escenario de la aplicación donde el motor se inicia y se detiene con frecuencia, el condensador de filtro de CA de película de polipropileno de polipropileno de alta constante dieléctrica puede responder rápidamente a los cambios de corriente, evitar el aumento repentino y la caída de voltaje, y proteger el motor y otros componentes del circuito.

Baja pérdida dieléctrica, ahorro de energía y alta eficiencia

Su pérdida dieléctrica es extremadamente baja, lo que significa menos pérdida de energía durante la carga y descarga. Cuando el inversor funciona continuamente durante mucho tiempo, la característica de baja pérdida puede reducir la generación de calor del condensador en sí, mejorar la eficiencia de la utilización de la energía eléctrica y reducir los desechos de energía innecesaria. Tomando el caso de muchos inversores que ejecutan simultáneamente en una gran línea de producción industrial como ejemplo, el uso a gran escala de condensadores de filtro de CA de baja pérdida dieléctrica puede reducir significativamente el consumo de energía a largo plazo, ahorrando a las empresas considerables gastos de electricidad.
Alta resistencia a aislamiento, estable y confiable
Las características de alta resistencia al aislamiento de la película de polipropileno metalizada evitan que se genere la corriente de fuga y garantice el rendimiento estable de los condensadores. En el complejo ambiente electromagnético del inversor, la alta resistencia a aislamiento puede evitar que la interferencia externa afecte el funcionamiento del condensador, garantice un efecto de filtrado constante y mejore la confiabilidad del sistema de inversores. Por ejemplo, en un entorno industrial con una fuerte interferencia electromagnética, los condensadores de filtro de CA basados ​​en una película de polipropileno metalizada pueden funcionar de manera estable y proporcionar una protección de filtrado confiable para el inversor. ​
Buenas características de autocuración, vida extendida
El medio tiene una capacidad de autocuración única. Cuando se produce un desglose local dentro del condensador, la película metalizada alrededor del punto de descomposición se evaporará instantáneamente, aislar el punto de falla y restaurar el condensador a la operación normal. Esta característica extiende enormemente la vida útil del condensador en el inversor y reduce el tiempo de inactividad y el tiempo de mantenimiento del equipo causado por la falla del condensador. Por ejemplo, en el equipo de producción química que funciona ininterrumpidamente, las características de autocuración del condensador de filtro de CA pueden garantizar el funcionamiento estable a largo plazo del inversor y garantizar la continuidad de la producción.
Mecanismo de trabajo en el inversor
Construya el circuito de filtro LC para filtrar con precisión los armónicos
En el circuito del inversor, el circuito de filtro LC compuesto por condensadores y reactores de filtro de CA es la estructura del núcleo para filtrar armónicos. En principio, los condensadores y reactores presentan diferentes características de impedancia a las corrientes de diferentes frecuencias. Los dos son como socios tácitos, utilizando estas características para construir una "barrera armónica" precisa. ​
Los condensadores tienen las características de "pasar altas frecuencias y bloquear las bajas frecuencias". Cuando pasa una corriente que contiene una gran cantidad de armónicos, las corrientes armónicas de alta frecuencia pueden pasar a través del condensador con relativa facilidad. El reactor es todo lo contrario. "Pasa frecuencias bajas y bloquea altas frecuencias". Presenta una alta impedancia a las corrientes armónicas de alta frecuencia y dificulta su paso. Cuando los dos están conectados en serie o en paralelo para formar un circuito de filtro LC, los armónicos en un rango de frecuencia específico se pueden filtrar con precisión. ​
En la operación real, los componentes armónicos generados por el inversor son complejos, que cubren armónicos de alto orden de múltiples frecuencias. El circuito de filtro LC puede guiar la corriente armónica de una frecuencia específica a la rama del filtro de acuerdo con los requisitos de diseño. Para los armónicos de alto orden de cierta frecuencia, el circuito de filtro LC ajusta los parámetros del condensador y el reactor para que presente una impedancia extremadamente baja a los armónicos de esta frecuencia, de modo que la corriente armónica se sienta atraída por la rama del filtro en lugar de ingresar el motor de potencia o interferir con el motor, lo que mejora efectivamente la forma de onda de salida del impacto del impacto del armónico. ​
Además, el diseño del circuito de filtro LC también debe considerar el rango de frecuencia de funcionamiento, las características de carga y la distribución armónica del inversor. En diferentes escenarios de aplicación, la frecuencia y la amplitud de los armónicos son diferentes, por lo que los parámetros del circuito de filtro LC deben calcularse y depurarse cuidadosamente para garantizar que pueda jugar el mejor efecto de filtrado en todo el rango de frecuencia operativa. ​
Voltaje de bus de CC suave y estabilizar la fuente de alimentación
Condensador de filtro de CA para PCB está conectado al lado del autobús DC del inversor y juega un papel indispensable en la estabilización del voltaje de CC. El proceso de trabajo del inversor es un proceso de conversión AC-DC-AC. En el enlace de rectificación de la conversión de CA a DC, y el siguiente enlace del inversor de convertir DC a AC, el voltaje del bus de CC se verá afectado por muchos factores y fluctuar.
Por un lado, el voltaje de entrada de CA en sí puede ser inestable, como las fluctuaciones de amplitud de voltaje, compensaciones de frecuencia, etc. Estos cambios se reflejarán directamente en el voltaje del bus de CC. Por otro lado, la acción de conmutación de los dispositivos de alimentación dentro del inversor también causará ondas en el voltaje del bus de CC. Por ejemplo, cuando los dispositivos de potencia se encienden y apagan rápidamente, se producirán cambios de corriente instantánea en el bus de CC, lo que causará fluctuaciones de voltaje. ​
En este momento, el condensador de filtro de CA es como un "estabilizador", utilizando sus propias características de carga y descarga para suavizar estas fluctuaciones de voltaje. Cuando el voltaje del bus de CC alcanza un pico, el condensador absorbe rápidamente el exceso de carga y almacena la energía eléctrica en forma de energía del campo eléctrico; Cuando el voltaje alcanza un valle, el condensador liberará la carga almacenada a tiempo para complementar el voltaje, de modo que el voltaje del bus de CC permanece en un nivel relativamente estable. ​
El voltaje del bus de CC estable es crucial para el funcionamiento normal del inversor. Proporciona una base de fuente de alimentación estable para el enlace del inversor posterior, asegurando que el circuito del inversor pueda generar un voltaje de CA estable, lo que hace que el motor funcione sin problemas. Si el voltaje del bus de CC es inestable, la salida de voltaje de CA por el inversor también fluctuará, lo que dará como resultado un par inestable del motor, vibración, calentamiento y otros problemas, e incluso puede dañar el motor y otros componentes del circuito. Por lo tanto, el papel de los condensadores del filtro de CA en el suavizado del voltaje del bus de CC es un enlace clave para garantizar la operación confiable del inversor. ​
Escenarios de aplicación específicos
Sistema de accionamiento de motor industrial
En varios equipos de accionamiento de motor en la fábrica, el inversor se utiliza para ajustar la velocidad del motor para satisfacer las diferentes necesidades de producción. Los condensadores de filtro de CA pueden filtrar de manera efectiva los armónicos, reducir la calefacción y vibración del motor, mejorar la eficiencia y estabilidad de la operación del motor, y extender la vida útil del servicio del motor. Por ejemplo, en los telares de las fábricas de textiles y las máquinas herramientas en las fábricas de maquinaria, los condensadores de filtro de CA aseguran el funcionamiento suave del motor y mejoran la calidad del producto y la eficiencia de producción. ​
Sistema de control de la bomba de ventilador y de agua
Los ventiladores y las bombas de agua son equipos comunes que consumen energía en el campo industrial. El ahorro de energía se puede lograr ajustando su velocidad a través de los inversores. Los condensadores de filtro de CA pueden suprimir los armónicos y evitar que los armónicos dañen los motores de ventilador y bomba de agua, al tiempo que mejora el factor de potencia y reducen las pérdidas de la red. En los sistemas de ventilación de grandes centros comerciales y edificios de oficinas, así como en los sistemas de circulación de agua de enfriamiento industrial, los condensadores de filtro de CA aseguran una operación estable y eficiente de ventiladores y bombas de agua, lo que logran la conservación y la reducción del consumo de energía. ​
Sistema de transmisión de ascensor
El funcionamiento suave de los ascensores es crucial para la seguridad y la comodidad de los pasajeros. El inversor controla la aceleración, la desaceleración y el funcionamiento suave del motor del elevador. El condensador de filtro de CA filtra armónicos, reduce la pulsación del par motor, hace que el elevador funcione más suavemente, comience y se detiene más suavemente y mejora la experiencia de conducción del pasajero. En el sistema de ascensores de edificios de gran altura, los condensadores de filtro de CA son componentes clave para garantizar el funcionamiento estable de los ascensores. ​
Puntos de selección
Capacitancia del valor de coincidencia
Determine el valor de capacitancia en función de la potencia del inversor, la frecuencia de funcionamiento y las características de carga. En términos generales, cuanto mayor sea la potencia y cuanto más frecuente cambie la carga, mayor será el valor de capacitancia requerido. Si el valor de capacitancia es demasiado pequeño, el efecto de filtrado es pobre; Si el valor de capacitancia es demasiado grande, puede causar una corriente de arranque excesiva, aumentando el costo y el volumen. Por ejemplo, hay una diferencia significativa en el valor de capacitancia requerido para equipos de carga de luz impulsado por un inversor de pequeña potencia y equipos de carga pesada impulsado por un inversor de gran potencia.
Adaptación de voltaje nominal
El voltaje nominal debe ser más alto que el pico de voltaje de CA máximo que puede ocurrir cuando el inversor está funcionando, y se debe reservar un cierto margen de seguridad. Si el voltaje de trabajo real excede el voltaje nominal, el condensador puede descomponerse y dañarse. Para los inversores trifásicos comunes, se debe seleccionar un condensador de filtro de CA con un voltaje nominal adecuado. ​
Las características de frecuencia coinciden
Diferentes condensadores de filtro de CA de película de polipropileno metalizado tienen diferentes actuaciones en diferentes rangos de frecuencia. Es necesario seleccionar productos con adaptación de características de frecuencia de acuerdo con el rango de frecuencia principal de armónicos generados por el inversor para garantizar un filtrado efectivo en todo el rango de frecuencia operativa. Por ejemplo, algunos condensadores tienen buenos efectos de filtrado en la banda de baja frecuencia, mientras que otros funcionan bien en la banda de alta frecuencia. La selección debe basarse en la distribución de frecuencia armónica real. ​
Consideración de características de temperatura
Cuando el inversor esté funcionando, generará calor, lo que aumentará la temperatura ambiente. Por lo tanto, es necesario seleccionar condensadores de filtro de CA con buenas características de temperatura y operación estable en entornos de alta temperatura para garantizar que el rendimiento del condensador sea estable en diferentes condiciones de temperatura y mantener el funcionamiento normal del inversor.