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變頻器用鋁電解電容器簡介
變頻器用鋁電解電容器
一、引言
變頻器主要用在電動機中以改變轉速。以往，對電動機的認識是有直流電動機和交流電動機兩種，直流電動機，要改變轉速是容易的，但必須用整流子和電刷，價格十分昂貴，而且檢修更難。交流電動機的價格低廉，檢修也不太難。根據電源頻率就定下轉速，所以，要改變轉速就有困難。因此人們開發(fā)了變頻器，因為變頻器的輸出頻率很容易控制，只要控制輸出頻率就可以改變交流電動機的轉速。在使用電動機的機器中，轉速的控制十分必要，因此，開始采用變頻器交流電動機。
空氣調節(jié)器、電車、電梯、鼓風機、抽水機、起重機、工作機械等大多數都要控制機械的轉速。除此以外，日光燈、機器、不間斷電源等都離不開變頻器，變頻器的應用已滲透到國民經濟的各個領域，因此，迫切要求變頻器急速發(fā)展和改進。
二、變頻器電路
1、通用變頻器電路
各種工作機械和樓房換氣扇、工廠生產設備使用數量很大的電動機，因此，為了控制電動機的轉速而制造了的可變速調節(jié)總效率高的通用變頻器在顯著增加，這種通用變頻器的輸入電路是交流200V三相平滑電路，用功率晶體管提供電動機驅動用交流電，如圖1所示。
圖1 通用變頻器電路
電路輸入平滑部所使用的鋁電解電容器，通常的額定電壓為350V～450V，需要良好的耐紋波電流性能。對電解電容器的選擇，需根據機器的輸出容量的大小而定，當輸出容量大時，單個或并聯(lián)使用螺紋端子形式的鋁電解電容器，當輸出容量小時，用印刷基板類型并聯(lián)使用。選擇電容器時還需要考慮電動機啟動時電容器兩端的電壓會上升，因此，決定額定電壓時要特別注意。
另外，在這電路中，以蓄電池替代電容器后就成為無停電電源電路，當停電時，蓄電池的直流電流作為電源就可以供給交流輸出。
2、空氣調節(jié)器用的變頻器電路
在日本，從1983年開始，以舒適和省電為目的，在一般家庭用空調中已經采用變頻空調，并形成批量生產，銷售數量大幅度增長。我國的家用變頻空調起步較晚，直到1997年底，國產家用變頻空調都是用進口散件組裝的。到2000年，國內家用變頻空調才正式開始進入千家萬戶。變頻空調的優(yōu)點主要是節(jié)能，同時提高了空調的舒適性。
表1 空調用變頻器的電路方式和電解電容器規(guī)格
| 輸入 | 代表電路例 | 電解電容器 | |||||
| C1C2 | C3 | ||||||
| 額定電壓/V | 額定容量/μF | 紋波電流/A | 額定電壓/V | 額定容量/μF | 紋波電流/A | ||
| 單相100V |  | 250 | 330～680 | 3～8（60Hz） | 330V | 1300～2200 | 3～6（120Hz） |
| 單相200V |  | 350 | 70～220 | 3～6（60Hz） | 350V | 1300～2200 | 3～6（120Hz） |
| 3相200V |  | 350V | 470～1000 | 2.1～4.5（120Hz） | |||
圖2 空調器用的標準電路
空調用變頻器的輸入平滑，用的也是鋁電解電容器，根據交流電源輸入大致分為表1所示的電路方式。
在表中，特別是進入單相100V、200VAC初段的電容器C1、C2，由于功率因數高，要求低容量，并且具有承受非常高的耐紋波電流的性能，同一般電源電路相比，需要高耐溫、低損耗的電容器。
為了滿足對電容器的要求，目前已經開發(fā)并批量生產低損耗陽極箔及耐高溫、高電導率的電解液。
空調器用的標準電路如圖2所示，單相交流輸入經過倍電壓整流后變成直流，直流用變頻電路變換成三相交流，由三相交流電動機供給壓縮機而使其轉動。這是根據控制電路對三相交流頻率的變化來控制電動機的轉速。
根據目前國內各變頻空調制造商的要求和國外同類產品的情況，變頻空調用大型鋁電解電容器的技術特征如下所述:
（1）體積小，是一般產品體積的2/3；
（2）高電壓，耐大紋波電流；
（3）引出方式特殊，屬接插件快插式連接，便于安裝與維護；
（4）可靠性和安全性高，鋁殼底部防爆，從整機角度考慮應當為*產品；
（5）電容器的使用條件惡劣，一般安裝于室外掛機內，環(huán)境變化幅度大，且大多數整機呈間隙運行狀態(tài)，因此要求電容器性能十分穩(wěn)定。
3、電車用的變頻電路
圖3 電車用的變頻電路
圖3為電車用的變頻電路的一例，這是用直流送電的情況。然而在交流送電時，在這種電路的前端再接入整流電路即可。
變頻器所使用的鋁電解電容器，大多數使用在非常嚴酷的條件下，因此要求鋁電解電容器不僅具有良好的高低溫特性和耐紋波特性，而且必須是長壽命。