இந்த வாரம் நாம் கடந்த வாரக் கட்டுரையைத் தொடர்கிறோம்.
1.2 மின்பகுப்பு மின்தேக்கிகள்
மின்பகுப்பு மின்தேக்கிகளில் பயன்படுத்தப்படும் மின்காப்புப் பொருள், அலுமினியத்தின் அரிப்பினால் உருவாகும் அலுமினியம் ஆக்சைடு ஆகும். இதன் மின்காப்பு மாறிலி 8 முதல் 8.5 வரையிலும், செயல்படும் மின்காப்பு வலிமை சுமார் 0.07V/A (1µm=10000A) ஆகவும் உள்ளது. இருப்பினும், இத்தகைய தடிமனை அடைவது சாத்தியமில்லை. அலுமினியப் படலத்தின் தடிமன் மின்பகுப்பு மின்தேக்கிகளின் கொள்ளளவு காரணியைக் (குறிப்பிட்ட மின்தேக்குத்திறன்) குறைக்கிறது. ஏனெனில், நல்ல ஆற்றல் சேமிப்புப் பண்புகளைப் பெறுவதற்காக, அலுமினியத் தகட்டை அரித்து ஒரு அலுமினியம் ஆக்சைடு படலத்தை உருவாக்க வேண்டியுள்ளது, மேலும் அதன் மேற்பரப்பில் பல சீரற்ற பரப்புகள் உருவாகும். மறுபுறம், மின்பகுளியின் மின்தடைத்திறன் குறைந்த மின்னழுத்தத்திற்கு 150Ωcm ஆகவும், உயர் மின்னழுத்தத்திற்கு (500V) 5kΩcm ஆகவும் உள்ளது. மின்பகுளியின் இந்த அதிக மின்தடைத்திறன், மின்பகுப்பு மின்தேக்கி தாங்கக்கூடிய RMS மின்னோட்டத்தை, பொதுவாக 20mA/µF எனக் கட்டுப்படுத்துகிறது.
இந்தக் காரணங்களுக்காக, எலக்ட்ரோலைடிக் மின்தேக்கிகள் பொதுவாக 450V அதிகபட்ச மின்னழுத்தத்திற்காக வடிவமைக்கப்படுகின்றன (சில தனிப்பட்ட உற்பத்தியாளர்கள் 600V-க்கு வடிவமைக்கின்றனர்). எனவே, அதிக மின்னழுத்தங்களைப் பெறுவதற்கு, மின்தேக்கிகளைத் தொடரிணைப்பில் இணைப்பது அவசியமாகிறது. இருப்பினும், ஒவ்வொரு எலக்ட்ரோலைடிக் மின்தேக்கியின் மின்காப்பு மின்தடையில் உள்ள வேறுபாட்டின் காரணமாக, தொடரிணைப்பில் உள்ள ஒவ்வொரு மின்தேக்கியின் மின்னழுத்தத்தையும் சமநிலைப்படுத்த, ஒவ்வொரு மின்தேக்கியுடனும் ஒரு மின்தடையை இணைக்க வேண்டும். மேலும், எலக்ட்ரோலைடிக் மின்தேக்கிகள் முனைவாக்கப்பட்ட சாதனங்கள் ஆகும், மேலும் செலுத்தப்படும் எதிர் மின்னழுத்தம் 1.5 மடங்கு Un-ஐத் தாண்டும்போது, ஒரு மின்வேதியியல் வினை நிகழ்கிறது. செலுத்தப்படும் எதிர் மின்னழுத்தம் போதுமான அளவு நீண்டதாக இருக்கும்போது, மின்தேக்கி சிதறிவிடும். இந்த நிகழ்வைத் தவிர்ப்பதற்காக, ஒவ்வொரு மின்தேக்கியையும் பயன்படுத்தும்போது அதன் அருகில் ஒரு டையோடை இணைக்க வேண்டும். தவிர, எலக்ட்ரோலைடிக் மின்தேக்கிகளின் மின்னழுத்த எழுச்சி மின்தடை பொதுவாக 1.15 மடங்கு Un ஆகும், மேலும் நல்ல மின்தேக்கிகள் 1.2 மடங்கு Un வரை அடையக்கூடும். எனவே, வடிவமைப்பாளர்கள் அவற்றைப் பயன்படுத்தும்போது, நிலையான வேலை செய்யும் மின்னழுத்தத்தை மட்டுமல்லாமல், எழுச்சி மின்னழுத்தத்தையும் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். சுருக்கமாக, ஃபிலிம் மின்தேக்கிகளுக்கும் எலக்ட்ரோலைடிக் மின்தேக்கிகளுக்கும் இடையேயான பின்வரும் ஒப்பீட்டு அட்டவணையை வரையலாம், படம் 1-ஐப் பார்க்கவும்.
2. பயன்பாட்டுப் பகுப்பாய்வு
வடிகட்டிகளாகப் பயன்படுத்தப்படும் DC-இணைப்பு மின்தேக்கிகளுக்கு அதிக மின்னோட்டம் மற்றும் அதிக கொள்ளளவு கொண்ட வடிவமைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன. படம் 3-இல் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள ஒரு புதிய ஆற்றல் வாகனத்தின் பிரதான மோட்டார் இயக்க அமைப்பு இதற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டாகும். இந்தப் பயன்பாட்டில், மின்தேக்கியானது ஒரு பிரிப்புப் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது மற்றும் இந்தச் சுற்று அதிக இயக்க மின்னோட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது. படல DC-இணைப்பு மின்தேக்கியானது பெரிய இயக்க மின்னோட்டங்களை (Irms) தாங்கும் திறன் என்ற நன்மையைக் கொண்டுள்ளது. 50~60kW புதிய ஆற்றல் வாகனத்தின் அளவுருக்களை உதாரணமாக எடுத்துக் கொண்டால், அந்த அளவுருக்கள் பின்வருமாறு: இயக்க மின்னழுத்தம் 330 Vdc, சிற்றலை மின்னழுத்தம் 10Vrms, சிற்றலை மின்னோட்டம் 150Arms@10KHz.
பின்னர் குறைந்தபட்ச மின் திறன் பின்வருமாறு கணக்கிடப்படுகிறது:
ஃபிலிம் மின்தேக்கி வடிவமைப்பில் இதைச் செயல்படுத்துவது எளிது. மின்பகுப்பு மின்தேக்கிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன என்று வைத்துக்கொண்டால், 20mA/μF எனக் கருதினால், மேற்கண்ட அளவுருக்களைப் பூர்த்தி செய்வதற்கான மின்பகுப்பு மின்தேக்கிகளின் குறைந்தபட்ச மின்தேக்குத்திறன் பின்வருமாறு கணக்கிடப்படுகிறது:
இந்த மின்தேக்குத்திறனைப் பெறுவதற்கு, பல மின்பகுப்பு மின்தேக்கிகளை இணையாக இணைக்க வேண்டியுள்ளது.
இலகு ரயில், மின்சாரப் பேருந்து, சுரங்கப்பாதை போன்ற அதிக மின்னழுத்தப் பயன்பாடுகளில், இந்த மின்வழங்கிகள் பாண்டோகிராஃப் வழியாக இன்ஜின் பாண்டோகிராஃபுடன் இணைக்கப்படுவதால், போக்குவரத்து பயணத்தின் போது பாண்டோகிராஃபுக்கும் இன்ஜின் பாண்டோகிராஃபுக்கும் இடையிலான தொடர்பு விட்டுவிட்டு ஏற்படுகிறது. இரண்டும் தொடர்பில் இல்லாதபோது, மின்சாரம் DC-லிங்க் மின்தேக்கியால் ஆதரிக்கப்படுகிறது, மேலும் தொடர்பு மீண்டும் வரும்போது, அதிக மின்னழுத்தம் உருவாகிறது. மிக மோசமான நிலை என்னவென்றால், இணைப்பு துண்டிக்கப்படும்போது DC-லிங்க் மின்தேக்கியால் ஏற்படும் முழுமையான மின்னிறக்கம் ஆகும், அப்போது மின்னிறக்க மின்னழுத்தம் பாண்டோகிராஃப் மின்னழுத்தத்திற்குச் சமமாக இருக்கும், மேலும் தொடர்பு மீண்டும் வரும்போது, அதன் விளைவாக ஏற்படும் அதிக மின்னழுத்தம், மதிப்பிடப்பட்ட இயக்க மின்னழுத்தத்தை (Un) விட கிட்டத்தட்ட இரண்டு மடங்கு அதிகமாக இருக்கும். ஃபிலிம் மின்தேக்கிகளுக்கு, DC-லிங்க் மின்தேக்கியை கூடுதல் பரிசீலனை இல்லாமல் கையாளலாம். எலக்ட்ரோலைடிக் மின்தேக்கிகள் பயன்படுத்தப்பட்டால், அதிக மின்னழுத்தம் 1.2Un ஆகும். ஷாங்காய் மெட்ரோவை உதாரணமாக எடுத்துக்கொள்வோம். Un=1500Vdc, எலக்ட்ரோலைடிக் மின்தேக்கிக்கு கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய மின்னழுத்தம்:
பின்னர், ஆறு 450V மின்தேக்கிகள் தொடரிணைப்பில் இணைக்கப்பட வேண்டும். ஃபிலிம் மின்தேக்கி வடிவமைப்பைப் பயன்படுத்தினால், 600Vdc முதல் 2000Vdc அல்லது 3000Vdc வரை கூட எளிதாக அடைய முடியும். மேலும், மின்தேக்கி முழுமையாக மின்னிறக்கம் செய்யப்படும்போது உருவாகும் ஆற்றலானது, இரண்டு மின்முனைகளுக்கு இடையில் ஒரு குறுக்குச் சுற்று மின்னிறக்கத்தை உருவாக்குகிறது. இது DC-இணைப்பு மின்தேக்கி வழியாக ஒரு பெரிய பாயும் மின்னோட்டத்தை ஏற்படுத்துகிறது. இந்தத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்கு, மின்பகுப்பு மின்தேக்கிகள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் முறைகளிலிருந்து இது வேறுபட்டது.
மேலும், எலக்ட்ரோலைடிக் மின்தேக்கிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, DC-Link ஃபிலிம் மின்தேக்கிகளை மிகக் குறைந்த ESR (பொதுவாக 10mΩ-க்குக் கீழ், மற்றும் <1mΩ-க்கும் குறைவாக) மற்றும் தன்-மின்தூண்டல் LS (பொதுவாக 100nH-க்குக் கீழ், மற்றும் சில சமயங்களில் 10 அல்லது 20nH-க்குக் கீழ்) ஆகியவற்றை அடையும் வகையில் வடிவமைக்க முடியும். இது, பயன்படுத்தப்படும்போது DC-Link ஃபிலிம் மின்தேக்கியை நேரடியாக IGBT மாட்யூலில் நிறுவ அனுமதிக்கிறது. இதனால், பஸ் பாரை DC-Link ஃபிலிம் மின்தேக்கியுடன் ஒருங்கிணைக்க முடிகிறது. இதன் மூலம், ஃபிலிம் மின்தேக்கிகளைப் பயன்படுத்தும்போது ஒரு பிரத்யேக IGBT அப்சார்பர் மின்தேக்கியின் தேவை நீக்கப்பட்டு, வடிவமைப்பாளருக்குக் கணிசமான பணம் சேமிக்கப்படுகிறது. படம் 2 மற்றும் 3 ஆகியவை சில C3A மற்றும் C3B தயாரிப்புகளின் தொழில்நுட்ப விவரக்குறிப்புகளைக் காட்டுகின்றன.
3. முடிவுரை
ஆரம்ப நாட்களில், செலவு மற்றும் அளவு போன்ற காரணங்களால், டிசி-லிங்க் மின்தேக்கிகள் பெரும்பாலும் மின்பகுப்பு மின்தேக்கிகளாகவே இருந்தன.
இருப்பினும், எலக்ட்ரோலைடிக் மின்தேக்கிகள் மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்தைத் தாங்கும் திறனால் பாதிக்கப்படுகின்றன (ஃபிலிம் மின்தேக்கிகளுடன் ஒப்பிடும்போது மிக அதிக ESR), எனவே அதிக கொள்ளளவைப் பெறுவதற்கும் உயர் மின்னழுத்தப் பயன்பாட்டின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்கும் பல எலக்ட்ரோலைடிக் மின்தேக்கிகளைத் தொடர் மற்றும் இணை முறையில் இணைப்பது அவசியமாகிறது. மேலும், எலக்ட்ரோலைட் பொருளின் ஆவியாதலைக் கருத்தில் கொண்டு, அதைத் தவறாமல் மாற்ற வேண்டும். புதிய ஆற்றல் பயன்பாடுகளுக்குப் பொதுவாக 15 வருட தயாரிப்பு ஆயுட்காலம் தேவைப்படுகிறது, எனவே இந்தக் காலகட்டத்தில் அதை 2 முதல் 3 முறை மாற்ற வேண்டும். ஆகையால், முழு இயந்திரத்தின் விற்பனைக்குப் பிந்தைய சேவையில் கணிசமான செலவும் சிரமமும் ஏற்படுகிறது. மெட்டலைசேஷன் பூச்சுத் தொழில்நுட்பம் மற்றும் ஃபிலிம் மின்தேக்கித் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியுடன், பாதுகாப்பு ஃபிலிம் ஆவியாதல் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, மிக மெல்லிய OPP ஃபிலிம் (மிக மெல்லியது 2.7µm, 2.4µm வரை) கொண்டு 450V முதல் 1200V அல்லது அதற்கும் அதிகமான மின்னழுத்தம் கொண்ட உயர்-கொள்ளளவு DC ஃபில்டர் மின்தேக்கிகளை உற்பத்தி செய்வது சாத்தியமாகியுள்ளது. மறுபுறம், பஸ் பாருடன் DC-Link மின்தேக்கிகளை ஒருங்கிணைப்பது, இன்வெர்ட்டர் மாட்யூல் வடிவமைப்பை மேலும் கச்சிதமாக்குவதோடு, சுற்றின் தேவையற்ற மின்தூண்டலைப் பெருமளவில் குறைத்து, சுற்றை உகந்ததாக்குகிறது.
பதிவிட்ட நேரம்: மார்ச்-29-2022