تغليف وتجميع مكثف ناقل التيار المستمر

اقرأ في هذا المقال


من الممكن استخدام المكثفات القائمة على (PLZT) لتحسين حجم مكثف ناقل التيار المستمر لمحولات الجر نظراً لكثافة الطاقة العالية والقدرة على التوصيل بالتيار العالي.

أهمية تغليف وتجميع مكثف ناقل التيار المستمر

تستخدم هذه المكثفات مادة عازلة من السيراميك الكهروضوئي وهي هشة، وبالتالي يتم إنتاجها في عبوة صغيرة، لذلك ستكون هناك حاجة لمئات من “المكثفات المنفصلة” لتطوير حزمة ذات تيار عالٍ وعالية السعة لتطبيق محرك كهربائي بقدرة (100) كيلو وات.

كما يعتبر موازاة عدد كبير من المكثفات أمراً صعباً، حيث أن التصميم غير المتماثل سيزيد من الحث الكلي ويحدث عدم تناسق حالي بين فروع المكثف المتوازية، وبالتالي يقترح هذا الطرح تقنية تغليف دائرية جديدة لتحسين الأداء الكهربائي لبنك مكثف، بحيث يوضح الشكل التالي (1) مخططاً مفجراً لحزمة المكثف المقترحة.

chowd8-3139806-large

أيضاً تم تطوير الحزمة بواسطة مكثفات شطيرة بين ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتحسين عامل تعبئة المكثف، وفي اللوحة العلوية يتم وضع المكثفات في المحيط الخارجي للدائرة الكهربائية، بحيث تم تصميم اللوحة السفلية لملء الفراغ المجوف في أعلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور والمناطق المتبقية محجوزة للموصلات، كما يظهر المقطع العرضي للوحة في الشكل التالي (2).

chowd9-3139806-large

كما يمكن ملاحظة أن جميع المكثفات تحافظ على مسافة متماثلة من النهاية، وعلاوة على ذلك؛ فإن مسار العودة الحالي ليس له عائق، وبالتالي سوف يتداخل مع مسار الإدخال الحالي، مما يقلل من محاثة التخطيط. من ناحية أخرى، بحيث سيكون للوحة المكثفات المسطحة التقليدية مسافة غير متكافئة من كل مكثف إلى النهاية.

وعلى صعيد آخر سيتم إعاقة مسار العودة الحالي بواسطة فتحات (PCB)، مما يؤدي إلى إدخال محاثة تخطيط إضافية، وذلك كما هو موضح في الشكل التالي (3).

chowd10-3139806-large

أيضاً؛ فإن التحدي الآخر مع هذا النوع من التصميم المسطح هو التوزيع غير المتماثل للتيار عند التردد العالي، بحيث ستأخذ المكثفات الأقرب إلى النهاية تياراً أعلى بسبب مسار المعاوقة المنخفضة من المكثفات بعيداً عن النهايات، في الوقت نفسه ستسمح حزمة المكثف الدائري بتوزيع تيار متماثل وتزيد من عمر المكثف بسبب المسار المتماثل.

المصدر: A. Shrivastava, M. H. Azarian, C. Morillo, B. Sood and M. Pecht, "Detection and reliability risks of counterfeit electrolytic capacitors", IEEE Trans. Rel., vol. 63, no. 2, pp. 468-479, Jun. 2014.Y. Chen et al., "Study on self-healing and lifetime characteristics of metallized-film capacitor under high electric field", IEEE Trans. Plasma Sci., vol. 40, no. 8, pp. 2014-2019, Aug. 2012.R. Ramos, "Film capacitors in power applications: Choices and particular characteristics needed", IEEE Power Electron. Mag., vol. 5, no. 1, pp. 45-50, Mar. 2018.M.-J. Pan and C. A. Randall, "A brief introduction to ceramic capacitors", IEEE Elect. Insul. Mag., vol. 26, no. 3, pp. 44-50, May/Jun. 2010.


شارك المقالة: