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電解電容器范文1
關鍵詞：鈮電解電容器 制造工藝 工序
中圖分類號：TF84 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0087-01
1 鈮電解電容器主要結構介紹
鈮電解電容器的組成主要分為兩大部分，即陰極和陽極。陰極是由一類介質為Nb205的半導體MnO2形成，陽極是由鈮引出線與燒結鈮塊這兩類材料組成。石墨與Ag一起交合作用引出陰極的這一部分，以銀膏作引線框架跟燒結鈮塊結合成陰極引出線，還用傳統的焊接的工藝把引線框架與燒結鈮塊結合成陽極引出線，最外面就用環氧樹脂包起來，以激光的方式在環氧樹脂上面注明相應的符號與標記，通過外觀處理與核查，制作成了鈮成品的電解電容器。這是該電容器成品的結構制作原理，這是一類性能比較好的使用年限較長的電子元器件，廣泛應用于計算機、移動通訊、家居電器產品以及深化的航天航空相關行業。
2 鈮電解電容器的電性能參數
固態的鈮電解電容器的主要電性能參數體現為這樣四個方面：漏電流和等效串聯電阻（ESR）、在損耗角正切、有標稱電容量以及額定電壓等。這四方面的參數重點體現著電容器性能的常用參數。由于本文篇幅有限，下面重點介紹兩方面的電容性能參數。
2.1 電容量
鈮電容器的容量，在學術界通常用這樣的公式來表示：C=s/t
用這個公式中的“E”表示的是一類介電常數，，而公式中的字母“C”表示電容量，Nb205的數值為27。“t”則為電容器介質膜的厚度值。“S”一般情況下表示的是電容器的表面積。介質膜厚度值是鈮電容器的形成電壓來產生的，常規的狀態下是每伏特20安培，假設是厚度用形成電壓VF表示的話，那么關系就變為：C=ks/VF。這個式子中，K就是常數項，一般取值為1.35。
鈕電容器的存儲容量是根據形成電壓和芯子的表面積來確定的。芯子的表面積部分包含了如鈮粉成型、燒結并組合起來的的許多的孔燒結塊細孔的綜合表面積，一般是用CV值來確定。電容存儲容量則是電容的芯子的濕式容量（Cw），不過芯子的表面上所特有的固體狀的電解質做成電容器以后，固態的容量（CS）會減少一部分。
2.2 額定電壓
額定的電壓是指在一定的相對室外環境溫度的情況下，所能夠加入到電容器上的最高的直流工作電壓的相關系列數值，這個數值一般是比較穩定的，所以叫做“額定電壓（一般用英文UR表示）。額定電壓盡管不是用來測量電容器的容量系數，不過由于其加載在電容器上，它與工作狀態的電壓數值有密切的關系，一般在學術界的判別辦法是用低于正常的額定電壓值的測定。在使用電容產品時，如果降低了施加電壓對于延長產品使用時間有非常明顯的意義。
通常情況下，固態的鈮電解電容器的額定電壓系列常由如下數值組合而成：
4.0，6.3，10，16，20，25，35，50
科學上，用UR來表達額定電壓，單位是伏特（V），當然這僅僅是指直流的電壓數值。
3 鈮電解電容器的被膜制造工藝技術分析
在許多電力生產過程中，鈮電解電容器的制造工藝有許多，被膜工藝是其中的重點工藝。這項工作是鈮電解電容器制造與生產中的重要工序，且根據不一樣的鈮電容器被膜方法與工藝的使用，就會有不一樣的特性的電解電容器。下文將對鈮電解電容器的被膜工藝特點作詳細分析。
3.1 被膜制造工藝含義
被膜的工藝對鈮電容的損耗角正切大小、等效串聯電阻以及漏電流電容量的穩定性等參數特征有主導作用。要真正地提高鈮電解電容器的工作性能，就要從不一樣的思維維度去探求新的鈮電解電容器的被膜工藝方法與工藝，這其中主要有干式被膜法、化學還原法、濕式被膜法電解法等四類，這些方法與工藝對不一樣的方法生成二氧化錳層的化學有物理相關性能及對電容器的特殊的性能的施加影響，都進行了詳盡的、深入的、廣泛的探究，其中經常充分的實踐運用，成功開創了濕式被膜法。最近的研究表明，在被膜浸漬與被膜次數兩方面的實踐探究結果證實了鈮電解電容器的硝酸錳浸漬的次數同有關的化學與物理參數與成比較大的聯系性、相關性。
3.2 鈮電解電容器的被膜制造工藝工序介紹
鈮電解電容器的被膜制造工藝被膜工序是指所有的組成陰極層作業類的統稱，它可以簡略地分成這樣幾道小工序。
（1）進行空燒。鈮電解電容器的被膜制造工藝進行空燒的主要是為了除掉Nb205氧化膜層上的表面上的相關雜碎物質，另外就是為了激發Nb205氧化膜層的表面上的活性度，以確保它表面的物理附著性以及化學浸潤性。
（2）深入浸漬。剛才在鈮電解電容器的被膜制造工藝提及了許多次的將有關介質浸漬到Mn（MO3）2這種溶液當中，為了讓這類Mn（MO3）2溶液逐步深入地浸潤到Nb205氧化膜層的內部去，這種用來工藝所用的溶液的濃度會由稀薄變為較濃。
（3）脫水程序。由于Mn（MO3）2這種特殊溶液在浸潤的過程當中，主要是以六個結晶水的化學形態而存在的，加入脫水這道程序的根本目的主要是為了使電容器被膜過程中去除這六個結晶狀態的水。具體的反映方程公式表示是這樣的：
（4）常態熱分解。這個過程就是為了完成如下公式的反映，以形成相關的陰極層。公式為：
（5）促進中間形成。為修補Nb205氧化膜層就要進行確保中間介質的形成，這個過程不是很快，修補的原理跟賦能工序的一般的形成過程相差無幾。
3 結語
電子儀器設備的科學家們經過許許多多的綜合實驗數據、實驗和有關圖片的詳細分析，證實了鈮電解電容器的被膜工藝的新技術不僅可以取得性能較為穩健MnO的陰極層，還可以提升生產效益與提高制造工藝效率。
參考文獻
[1] 鐘暉，李薦，戴艷陽，等.鈮電解電容器最新研究發展動態[J].稀有金屬，2002，26（2）：139-142.
[2] 盧云，蔣美蓮，楊邦朝，等.鈮電解電容器研究動態[J].材料導報，2005，19（5）：23-25.
電解電容器范文2
1、濾波作用。在電源電路中，采用并聯電解電容的辦法，能使輸出的電壓電流更為干凈、穩定；
2、可有效改善電源的質量。電容器有儲存能量的作用，容量足夠大的電解電容器，可有效改善電源的低頻阻抗，從而可提高瞬間動態質量；
3、根據電容器的原理和特性，電容還有對音樂頻率的分頻作用。在汽車音響里，很多分頻器都是根據電阻、電容和電感的原理設計。
4、耦合作用。電容在音頻信號的通道中，能使強、弱電的兩個電路系統通過電容器而隔離，但通過電容器的耦合，又能使音頻信號得到連續。耦合電容多采用耐壓較高、體積稍大的CBB無極電容。
電解電容器范文3
關鍵詞：薄膜電容器自愈性新能源汽車輔助動力源
中圖分類號：F407.471 文獻標識碼：A 文章編號：
1.引言
隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，越來越多的人開始關注生活品質。家用汽車普及率在不斷攀升，汽車工業成為國民經濟的支柱產業。然而，汽車在為人們提供快捷、舒適、便利生活的同時也面臨著能源及環保的雙重壓力。當前，傳統的汽車工業主要以石油作為燃料，然而石油作為不可再生資源終將枯竭。因此，發展新能源汽車是解決能源短缺，降低國民經濟對石化能源依賴的必由之路，它必將成為汽車行業發展的風向標。新能源汽車是指除汽油、柴油發動機之外所有其它能源汽車，包括混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車等[1]。目前，制約新能源汽車發展的瓶頸主要是續航能力弱，如何提高新能源汽車的車載能量和續駛里程成為研究者們面臨的首要難題。
薄膜電容器又稱作塑料薄膜電容，它是以有機塑料薄膜做介質，以金屬箔或金屬化薄膜做電極，通過卷繞方式制成，其中以聚酯膜介質和聚丙烯膜介質應用最廣。薄膜電容器具有很多優良的特性，是一種性能優異的電容器。它的主要特性如下：體積小，無極性，絕緣阻抗高，頻率響應寬，其單體工作電壓可達上千伏，不需要進行充放電均衡控制，可直接將多個薄膜電容器并聯起來，以提高整體的工作電容量。
本文對薄膜電容器的電性能進行了分析，探討了其與電解電容器相比的優越性以及其作為新能源汽車輔助動力源的可行性，并對其發展趨勢和應用前景進行了展望。
薄膜電容器的電性能研究
2.1 自愈性
自愈性是衡量電容器抗過壓能力的重要指標。當工作電壓過大時，薄膜介質由于在某點存在缺陷容易出現擊穿短路現象，而擊穿點的金屬化層可在電弧作用下瞬間融化蒸發掉。在這一階段放電區的長度不斷擴展。當放電結束后，放電區的溫度迅速下降使得蒸發的一部分介質又重新凝聚起來，在放電電極的周圍形成明顯的絕緣層，從而把擊穿區域隔離開來，使電容器的兩極相互絕緣而仍能繼續工作。從而極大提高了電容器工作的可靠性。正是由于這一特殊性能，薄膜電容器的抗浪涌電壓能力大于1.5倍的額定電壓，而普通電解電容允許承受的最大浪涌電壓只有1.2倍額定電壓。同時，由于薄膜電容器的塑料薄膜介質采用分割膜技術[2]，理論上不會產生短路擊穿的現象，這都大大提高了這類電容器的耐過壓能力及安全性能。
2.2 溫度特性
薄膜電容器具有良好的溫度特性，由于其采用的介質材料是高溫聚丙烯薄膜，其工作溫度范圍可以從-40℃-105℃，具有電解電容器所沒有的溫度特性。如圖1所示。
圖1 1KHz頻率下兩種電容器的容量隨溫度變化曲線
通過測量薄膜電容器和電解電容器在固定頻率下電容量隨溫度的變化值，可以看出：薄膜電容器的容量隨著溫度的升高總體呈下降趨勢，但下降的比例很小，只有300PPM/℃左右；而電解電容器的容量隨溫度變化值不論是在高溫還是低溫段都大了很多，為200-600PPM/℃。薄膜電容器良好的溫度特性，大大降低了其對使用環境的限制，無論是在寒冷的北方或是炎熱的沙漠地區都能夠正常工作。而電解電容器由于其電解液的存在，低溫環境下很可能會凝固，使其性能大為減弱，從而導致電機控制器不能正常工作。
2.3 頻率特性
任何電容器在電場力作用下都要消耗能量，通常我們把電容器在電場力作用下單位時間內因發熱而消耗的能量叫做電容器的損耗，用有功功率表示。然而有功功率不能說明電容器損耗特性方面的質量情況，于是我們用損耗角正切值來確切的表示電容器的損耗特性。高頻損耗是薄膜電容器的一個重要的指標，它直接影響整機的可靠性。當前，許多電子儀器設備使用的控制器開關頻率都較高，大約在10KHZ左右。這就要求產品的高頻性能好，但對于電解電容器來說很難實現。我們通過實驗分別測量了薄膜電容器和電解電容器在室溫下電容量隨頻率的變化值，如圖2所示。
圖2 室溫下兩種電容器的容量隨頻率變化曲線
可以看出，電解電容器的容量隨著頻率增加逐漸減少，而薄膜電容器則基本不變。同時我們還測量了室溫下兩種電容器的介質損耗角正切值隨頻率的變化值，如圖3所示?？梢钥闯觯S著頻率的增加電解電容器的損耗急劇加大，但薄膜電容器的容量僅有微小變化。通過比較我們可以看出，薄膜電容器的工作頻率范圍寬且高頻損耗低，具有良好的頻率特性。
圖3 室溫下兩種電容器的介質損耗角正切值隨頻率變化曲線
薄膜電容器在新能源汽車領域的應用分析
當前新能源汽車的主要發展方向是電動汽車，其動力源主要靠電能提供，其難點在于電力儲存技術，如何提高電動汽車的車載能量及續航能力是目前面臨的主要問題。當前，電動汽車主要依靠蓄電池存儲電能?？紤]在路況擁堵的情況下，車輛需要頻繁的加速、減速、制動，而每次制動的時間往往很短。在此期間電機會產生脈動的再生電流。如果我們能夠充分利用再生電流，通過能量轉換技術將車輛減速時的動能轉化成電能并進行儲存再利用，將大大提高電動汽車的車載能量及續航能力。由于蓄電池的充電時間往往較長，需要十幾分鐘乃至幾小時。將蓄電池用作再生能量的存儲其回收效率過低。而電容器的充放電過程只需要幾秒鐘時間，將其用作電動汽車的輔助動力源可大大提高電動汽車的車載能量及續航里程。
目前，電動汽車上采用的電容器主要是雙層電容器，也稱作超級電容器[3]。它是一類電解電容器，其電極可以被視為懸浮在電解質中的兩個多孔電極板。當給極板通電時，正極板吸引電解質中的負離子，負極板吸引正離子，實際上形成兩個容性存儲層，被分離開的正離子在負極板附近，負離子在正極板附近，通過極化電解質實現儲能過程。超級電容器的工作電壓偏低，一般不到十伏。為了提高整體工作電壓，需要將多個電容器串聯使用。同時還需要一套電容控制系統，保證電容組中的單體放電均衡。這些都導致了超級電容器的成本高且結構復雜。
通過以上對薄膜電容器的電性能研究可以看出，其與電解電容器相比，具有工作電壓高，抗過壓能力強，使用溫度范圍寬，高頻特性好等優勢，并且結構簡單，成本低。考慮電動汽車中使用的電路設計有過壓、反向電壓，同時還有長壽命的要求，薄膜電容器無疑是電動汽車作為直流支撐電容的最佳選則。當然，薄膜電容器也存在一定缺陷，比如容量穩定性不如電解電容器，長期工作易造成容量降低，無法承受較大電流。因此，需要進一步解決其電容量及耐受力等問題，才能廣泛應用于實際生產中。
結論
本文通過對薄膜電容器的自愈性、溫度特性、頻率特性的分析和研究，探討了其作為新能源汽車輔助動力源的可行性。結果表明，薄膜電容器具有良好的自我修復能力，且耐過壓能力強，工作溫度范圍寬，高頻特性好。作為新能源汽車的輔助動力源具有明顯的優勢。將其用作制動再生能量的回收，可以改善電動汽車的性能、延長蓄電池的使用壽命，從而解決新能源汽車車載能量低，續航里程短的問題。但由于薄膜電容器的容量會隨使用時間逐漸減少，并且承受大電流能力較差，制約了其在新能源汽車領域的應用。因此，還需要通過進一步研究才能夠用于實際生產中。
參考文獻
[1] 王文偉，畢文華編著.電動汽車基礎知識[M].北京機械工業出版社,2010.
電解電容器范文4
關鍵詞：通用變頻器 主電路 控制電路板 故障
1.引言
電力電子技術、微電子與集成電路控制技術的發展，不斷推動通用變頻器技術向著多功能、智能化、性價比更優的方向發展。然而，隨著變頻器的普及和應用，其故障維修問題也日漸突出。通用變頻器在現場運行中受到不利影響的因素各種各樣、不盡相同，因此發生故障的原因千差萬別，同樣的故障類型可能是由不同原因引起的，同樣的故障原因也可能引起不同的故障類型，有些故障原因表現的比較明顯，而有些則很隱諱，因此現場經驗顯得尤為寶貴。下面，就結合現場經驗，談一下通用變頻器主要部件--主電路和控制電路板在實際運行中出現的故障。
2.主電路
通用變頻器的主電路主要由整流模塊、濾波電容、逆變模塊、限流電阻、繼電器等組成。其中，影響通用變頻器壽命的主要元件之一是濾波電容器(大容量鋁電解電容器)，它的壽命主要是由加在其兩端的直流電壓和內部溫度所決定，在主回路設計時已經充分考慮了直流環節可能出現的最高電壓，所以內部的溫度對電解電容器的壽命起決定性作用，其相對溫度劣化特性直接影響通用變頻器的壽命，因為電解電容器內部化學反應隨著溫度的升高會加速劣化，而電解電容器的內部溫度是其周圍環節溫度與由脈動電流而引起的溫升之和，在電解電容器劣化過程中，會使電容量減小、漏電流和介質損耗tgδ值增大等。因此，一方面應在安裝通用變頻器時考慮環境溫度的影響，另一方面，當諧波干擾較大時應采取措施減小脈動電流，如在中間回路加裝直流電抗器、在輸入端加交流電抗器，從而延長電解電容和通用變頻器的壽命。
整流模塊和逆變模塊及電流傳感器故障損壞現象較為少見，一旦故障則是破壞性的，一般有明顯的特征，故障原因主要是由于電源缺相、過電壓，輸出側過負載、過電流、接地等。整流模塊損壞的主要原因是由于電源三相電壓不平衡較大、電源阻抗過小或同一電源變壓器上裝有晶閘管負載或無功功率補償電容器。
電流互感器損壞，其現象表現為，變頻器主回路送電，當變頻器未起動時，有電流顯示且電流在變化，這樣可判斷互感器已損壞，但有時會有比較小的穩定電流顯示，這是由于電流互感器的下限值非線性特性引起的，屬于正常狀態。
通用變頻器內部元件也有偶爾然故障，如逆變器的驅動光耦合器故障；還有因操作時不慎使控制端子不適當的閉合，如因連接線有毛刺致使相鄰端子短接，造成短路，如果發生在控制回路，通用變頻器會出現EEPROM故障信息，只有對其重新置位就可以消除，但嚴重時需要送制造廠做軟件恢復修復。
在維護保養時，應通過測量電解電容器的容量來判斷其劣化程度，當電容低于初期值的80%、絕緣阻抗在5MΩ以下時，應考慮更換電解電容器。
3.控制電路板
控制電路板是通用變頻器的心臟部分，由于采用SMT貼片制造技術，具有很高的可靠性，本身出現故障的概率極小，由于集成芯片的各引腳之間的距離極小，要特別注意防止高電物質掉入，在粉塵大、濕度大的場合要注意，否則極易引起故障。在通用變頻器運行環境較差的場合，應選用IP等級高的機型，另外要注意防塵，并增加清掃次數。
如上所述，控制電路板上的電路種類較多，同樣，最影響通用變頻器壽命的也是電路中的電容器和逆變器電路中的緩沖電容器，其特性與前述相同，但電容量比濾波電容器小得多，通過的脈動電流基本恒定，不受主回路的影響，其壽命主要由溫度和通電時間決定。另外，與主回路不同的是，由于電容器數量較多，且都焊接在電路板上，通過測量電容量來判斷劣化情況是比較困難的，一般根據目測觀察其表面是否有異常，然后確定測量點，找出故障位置；還可以通過置換控制電路板的方法判斷故障，必要時更換新的控制電路板。
控制電路板上的電流、電壓檢測通道如果損壞會出現過電流故障?？刂齐娐钒鍝p壞，可能是由于環境太差，有導電性固體顆粒附著在電路板上或有腐蝕性氣體，使控制電路板腐蝕而致絕緣降低；控制電路板的零電位是與機殼連在一起的，由于接地不良，會使控制電路板的零電位受干擾，造成控制電路板損壞；另外，由于連接插件松動，如電流或電壓反饋信號線接觸不良，會出現過電流故障時有時無的現象等。
電源電路是為通用變頻器本身提供工作電源，如控制端子用電源、逆變器驅動電源、操作顯示板電源及風扇用電源等，這些電源都是從主電路的直流電壓回路取出后、通過開關電源再由內部變壓器分路整流得到的，因此，某一回路的電源短路，除了使本回路的整流受損外，還可能影響其他電源部分，如誤將本機提供的控制端子用電源與公共地短接，將致使電源電路上的變壓器或開關電源部分損壞；風扇電源的短路將導致其他電源故障等。
逆變器驅動電路和緩沖電路以及過電壓、缺相等保護電路，與控制板間通過耦合器相連接，控制電路板將PWM驅動信號輸入到逆變器功率模塊上，或保護電路將故障信號傳輸到控制電路板上，所以在檢測逆變器模塊的同時，還應測量光耦合器，以判斷逆變器是否受到影響。
4.結語
總之，通用變頻器是一種具有豐富功能特性的智能化裝置，能夠為人們提供一個按照實際需要，自行構造一個適用而可靠的控制系統的途徑。然而，實際運行過程中，必須要做好其主要部件--主電路和控制電路板的保養維護工作，確保通用變頻器運行的安全性可靠性因此，具有一定的理論基礎與現場應用經驗是十分寶貴的。
參考文獻：
[1]劉松林.《通用小功率變頻器故障淺議》.設備管理與維修,2000
[2]曲延昌.《一起變頻器故障的芯片級維修》.設備管理與維修,2010
[3]高大鵬,史國萍,安茂奎.《變頻器常見故障分析和預防措施》.黑龍江科技信息,2010
[4]王仁祥.《通用變頻器選型與維修技術》.中國電力出版社,2004
電解電容器范文5
關鍵詞：鋁電解電容器；化成；磷酸；比容
鋁電解電容器是廣泛應用于電子工程中的重要電子元件之一，最大優點是在同樣耐壓下的單位體積電容量很大[1，2]。電極箔（化成箔）是鋁電解電容器的核心材料，為了提高鋁電解電容器單位體積的容量，普遍的方法一是經過擴面腐蝕提高鋁箔的表面積，二是改變化成工藝的流程和配方來提高腐蝕箔的比容的轉化率，從而提高比容。但對于中高壓電容器用電極箔還有另一種提高比容的方法：將高溫純水煮后的腐蝕箔經過含有特定化學試劑的溶液浸漬，再進行相應電壓下的化成處理。這一方法尤其適用于中壓化成箔[3-5]。通過大量的試驗對比和試驗的化成箔性能及使用效果分析，確認經過磷酸前處理的中壓化成箔比沒有磷酸前處理的比容有所提高。
1 試驗方法
1.1 試驗用材料和儀器：中壓腐蝕箔275Vf測試比容為1.85μF/cm2，化工材料電容器級己二酸銨、硼酸、磷酸，純水；化成電源，可控溫化成槽，耐壓測試儀，容量測試儀。
1.2 試驗一（無磷酸前處理），沸騰純水中煮5分鐘，60℃純水浸漬1分鐘，在3g/L、85℃的己二酸銨溶液中加電，50mA/cm2恒流升壓到300V后恒壓5分鐘，然后取出清洗，再在50g/L、85℃的硼酸和1g/L硼砂混合水溶液中50mA/cm2恒流升壓到300V后恒壓10分鐘，取出用純水沖洗干凈，在100℃的干燥箱中烘干，待測試。
1.3 試驗二（有磷酸前處理），沸騰純水中煮5分鐘，然后用0.5%磷酸60℃水溶液浸漬1分鐘，用常溫純水沖洗干凈，然后在3g/L、85℃的己二酸銨溶液中加電，50mA/cm2恒流升壓到300V后恒壓5分鐘，然后取出清洗，再在50g/L、85℃的硼酸和1g/L硼砂混合水溶液中50mA/cm2恒流升壓到300V后恒壓10分鐘，取出用純水沖洗干凈，在100℃的干燥箱中烘干，待測試；其它條件相同只改變磷酸溶液的濃度1.0%、1.5%、2.0%再做3組數據。
1.4 試驗三（有磷酸前處理），沸騰純水中煮5分鐘，然后用1%磷酸50℃水溶液浸漬1分鐘，用常溫純水沖洗干凈，然后在3g/L、85℃的己二酸銨溶液中加電，50mA/cm2恒流升壓到300V后恒壓5分鐘，然后取出清洗，再在50g/L、85℃的硼酸和1g/L硼砂混合水溶液中50mA/cm2恒流升壓到300V后恒壓10分鐘，取出用純水沖洗干凈，在100℃的干燥箱中烘干，待測試；其它條件相同只改變磷酸溶液的溫度，磷酸的溫度分別為55、60、65、70℃再做4組數據。
2 結果與討論
表1為在溫度恒定的情況下，改變前處理磷酸濃度的化成箔性能對比數據。從表中可以看出，化成箔的比容隨著磷酸濃度的變化而變化，從試驗數據上看在磷酸濃度為1.0%的時候比容系數最高，隨著磷酸濃度繼續升高比容系數反而變小。
表2為在磷酸濃度恒定的情況下，改變磷酸前處理溫度的化成箔性能對比數據。從表2中可以看出，磷酸濃度不變，溫度在適當范圍改變，化成箔的比容系數隨溫度的高低也表現出相應的變化，隨著溫度的升高，化成箔比容系數先增加后減小。
試驗用腐蝕箔是電子光箔經過電化學擴孔后的一種半成品，其微觀結構是分布比較均勻與表面垂直有一定深度的小孔洞，如圖1所示。因腐蝕工藝和參數設定不同，其孔洞大小和深度有所區別。隨著化成電壓的升高，隧道孔孔洞逐步增大。
化成箔是在腐蝕箔的基礎上經過電化學的方式在腐蝕箔的表面形成一層氧化鋁作為電容器的絕緣介質，中高壓電極箔化成時為了節省能源，化成前必須經過一道純水煮沸的工序，中壓化成一般5分鐘，使腐蝕箔表面生成水合氧化鋁，再經過電化學處理就形成氧化鋁絕緣介質，但在前處理水煮生成水合氧化鋁過程中，其最外層會產生一種羽狀水含量較高的氧化鋁膠體，尤其是中壓在后面的化成中很難轉化為無水氧化鋁，影響了氧化膜的質量和化成箔的比容，但經過稀磷酸在一定溫度和時間內的處理，可以將外部的羽狀水合氧化鋁膠體溶解去除，這樣可以提高氧化膜質量和適當提高比容，如圖2所示。
3 結論
通過磷酸前處理在中壓電極箔化成試驗數據數據和原理的分析，可以得出以下結論：（1）中壓電極箔化成時，利用適當濃度稀磷酸在一定溫度范圍內做二次前處理可以提高中壓化成箔的比容2～3%。（2）中壓電極箔化成時，利用適當濃度稀磷酸在一定溫度范圍內做二次前處理可以提高中壓化成箔的耐水性，即減小Tr60的時間。
參考文獻
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[2]林學清，洪雪寶.鋁電解電容器工程技術[M].廈門：廈門大學出版社，2006.
[3]黃子石.鋁電解電容器用陽極鋁箔擴面增容研究[D].長沙：中南大學，2008.
電解電容器范文6
變頻器由主回路、電源回路、IPM驅動及保護回路、冷卻風扇等幾部分組成。其結構多為單元化或模塊化形式。由于使用方法不正確或設置環境不合理,很容易造成變頻器誤動作及發生故障,或者無法滿足預期的運行效果。為防患于未然,事先對故障原因進行認真分析尤為重要。
1.1 主回路常見故障分析
主回路主要由三相或單相整流橋、平滑電容器、濾波電容器、IPM逆變橋、限流電阻、接觸器等元件組成。其中許多常見故障是由電解電容引起。電解電容的壽命主要由加在其兩端的直流電壓和內部溫度所決定,在回路設計時已經選定電容器的型號,所以內部的溫度對電解電容器的壽命起決定作用。電解電容器會直接影響到變頻器的使用壽命,一般溫度每上升10 ℃,壽命減半。因此,一方面在安裝時要考慮適當的環境溫度,另一方面可以采取措施減少脈動電流。采用改善功率因數的交流或直流電抗器可以減少脈動電流,從而延長電解電容器的壽命。
在電容器維護時,通常以比較容易測量的靜電容量來判斷電解電容器的劣化情況,當靜電容量低于額定值的80%,絕緣阻抗在5 MΩ以下時,應考慮更換電解電容器。
1.2 主回路典型故障分析
故障現象:變頻器在加速、減速或正常運行時出現過電流跳閘。首先應區分是由于負載原因,還是變頻器的原因引起的。如果是變頻器的故障,可通過歷史記錄查詢在跳閘時的電流,超過變頻器的額定電流或電子熱繼電器的設定值,而三相電壓和電流是平衡的,則應考慮是否有過載或突變,如電機堵轉等。在負載慣性較大時,可適當延長加速時間,此過程對變頻器本身并無損壞。若跳閘時的電流在變頻器的額定電流或在電子熱繼電器的設定范圍內,可判斷是IPM模塊或相關部分發生故障。首先可以通過測量變頻器的主回路輸出端子U、V、W,分別與直流側的P、N端子之間的正反向電阻,來判斷IPM模塊是否損壞。如模塊未損壞,則是驅動電路出了故障。如果減速時IPM模塊過流或變頻器對地短路跳閘,一般是逆變器的上半橋的模塊或其驅動電路故障;而加速時IPM模塊過流,則是下半橋的模塊或其驅動電路部分故障。發生這些故障的原因,多是由于外部灰塵進入變頻器內部或環境潮濕引起。
1.3 控制回路故障分析
控制回路影響變頻器壽命的是電源部分中平滑電容器和IPM電路板中的緩沖電容器,其原理與前述相同,但這里的電容器中通過的脈動電流是基本不受主回路負載影響的定值,故其壽命主要由溫度和通電時間決定。由于電容器都焊接在電路板上,通過測量靜電容量來判斷劣化情況比較困難,一般根據電容器環境溫度以及使用時間,來推算是否接近其使用壽命。
電源電路板給控制回路、IPM驅動電路和表面操作顯示板以及風扇等提供電源,這些電源一般都是從主電路輸出的直流電壓,通過開關電源再分別整流而得到的。因此,某一路電源短路,除了本路的整流電路受損外,還可能影響其他部分的電源,如由于誤操作而使控制電源與公共接地短接,致使電源電路板上開關電源部分損壞,風扇電源的短路導致其他電源斷電等。一般通過觀察電源電路板就比較容易發現故障點。
邏輯控制電路板是變頻器的核心,它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大規模集成電路,具有很高的可靠性,本身出現故障的概率很小,但有時會因開機而使全部控制端子同時閉合,導致變頻器出現EEPROM故障,這時只要對EEPROM重新復位就可以了。
IPM電路板包含驅動和緩沖電路,以及過電壓、缺相等保護電路。從邏輯控制板來的PWM信號,通過光耦合將電壓驅動信號輸入IPM模塊,因而在檢測模塊的同時,還應測量IPM模塊上的光耦。
1.4 冷卻系統
冷卻系統主要包括散熱片和冷卻風扇。其中冷卻風扇壽命較短,臨近使用壽命時,風扇產生震動,噪聲增大最后停轉,變頻器出現IPM過熱跳閘。冷卻風扇的壽命受陷于軸承,大約為10 000～35 000 h。當變頻器連續運轉時,需要2～3年更換一次風扇或軸承。為了延長風扇的壽命,一些產品的風扇只在變頻器運轉時而不是電源開啟時運行。
1.5 外部的電磁感應干擾
如果變頻器周圍存在干擾源,它們將通過輻射或電源線侵入變頻器的內部,引起控制回路誤動作,造成工作不正常或停機,嚴重時甚至損壞變頻器。減少噪聲干擾的具體方法有:變頻器周圍所有繼電器、接觸器的控制線圈上,加裝防止沖擊電壓的吸收裝置,如RC浪涌吸收器,其接線不能超過20 cm;盡量縮短控制回路的配線距離,并使其與主回路分離;變頻器控制回路配線絞合節距離應在15 mm以上,與主回路保持10 cm以上的間距;變頻器距離電動機很遠時(超過100 m),這時一方面可加大導線截面面積,保證線路壓降在2%以內,同時應加裝變頻器輸出電抗器,用來補償因長距離導線產生的分布電容的充電電流;變頻器接地端子應按規定進行接地,必須在專用接地點可靠接地,不能同電焊、動力接地混用;變頻器輸入端安裝無線電噪聲濾波器,減少輸入高次諧波,從而降低從電源線到電子設備的噪聲影響;同時在變頻器的輸出端也安裝無線電噪聲濾波器,以降低其輸出端的線路噪聲。
1.6 安裝環境
變頻器屬于電子器件裝置,在其說明書中有詳細的安裝使用環境的要求。在特殊情況下,若確實無法滿足這些要求,必須盡量采用相應抑制措施。振動是對電子器件造成機械損傷的主要原因,對于振動沖擊較大的場合,應采用橡膠等避振措施;潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件銹蝕、接觸不良、絕緣降低而形成短路,作為防范措施,應對控制板進行防腐防塵處理,并采用封閉式結構;溫度是影響電子器件壽命及可靠性的重要因素,特別是半導體器件,應根據裝置要求的環境條件安裝空調或避免日光直射。
除上述幾點外,定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風扇也是非常必要的。對于特殊的高寒場合,為防止微處理器因溫度過低不能正常工作,應采取設置空氣加熱器等必要措施。
1.7 電源異常
電源異常大致分3種,即缺相、低電壓、停電,有時也出現它們的混合形式。這些異?，F象的主要原因,多半是輸電線路因風、雪、雷擊造成的,有時也因為同一供電系統內出現對地短路及相間短路。而雷擊因地域和季節有很大差異。除電壓波動外,有些電網或自行發電的單位,也會出現頻率波動,并且這些現象有時在短時間內重復出現。為保證設備的正常運行,對變頻器供電電源也提出相應要求。
如果附近有直接啟動的電動機和電磁爐等設備,為防止這些設備投入時造成的電壓降低,其電源應和變頻器的電源分離,減小相互影響。
對于要求瞬時停電后仍能繼續運行的設備,除選擇合適價格的變頻器外,還應預先考慮電機負載的降速比例。當變頻器和外部控制回路都采用瞬間停電補償方式時,失壓回復后,通過測速電機測速來防止在加速中的過電流。
對于要求必須連續運行的設備,應對變頻器加裝自動切換的不停電電源裝置。像帶有二極管輸入及使用單相控制電源的變頻器,雖然在缺相狀態也能繼續工作,但整流器中個別器件電流過大,及電容器的脈沖電流過大,若長期運行將對變頻器的壽命及可靠性造成不良影響,應及早檢查處理。
1.8 雷擊、感應雷電
雷擊或感應雷擊形成的沖擊電壓,有時也會造成變頻器的損壞。此外,當電源系統一次側帶有真空斷路器時,短路開閉會產生較高的沖擊電壓。為防止因沖擊電壓造成過電壓損壞,通常需要在變頻器的輸入端加壓敏電阻等吸收器件。真空斷路器應增加RC浪涌吸收器。若變壓器一次側有真空斷路器,應在控制時序上保證真空斷路器動作前先將變頻器斷開。
2 變頻器本身的故障自診斷及預防功能
老型號的晶體管變頻器主要有以下缺點:容易跳閘、不容易再啟動、過負載能力低。由于IGBT及CPU的迅速發展,變頻器內部增加了完善的自診斷及故障防范功能,大幅度提高了變頻器的可靠性。如果使用矢量控制變頻器中的“全領域自動轉矩補償功能”,其中的“啟動轉矩不足”“環境條件變化造成出力下降”等故障原因,將得到很好的克服。該功能是利用變頻器內部的微型計算機的高速運算,計算出當前時刻所需要的轉矩,迅速對輸出電壓進行修正和補償,以抵消因外部條件變化而造成的變頻器輸出轉矩變化。
此外,由于變頻器的軟件開發更加完善,可以預先在變頻器的內部設置各種故障防止措施,并使故障化解后,仍能保持繼續運行。例如:對自由停車過程中的電機進行再啟動;對內部故障自動復位并保持連續運行;負載轉矩過大時,能自動調整運行曲線,能夠對機械系統的異常轉矩進行檢測。
