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1 引言 眾所周知，大型鋁電解電容器在變頻器中的作用主要是濾波�？雌饋�，是非常簡單一個的元器件，但在變頻器中卻起著關鍵性的作用。濾波電容器的失效導致變頻器停止運轉而失效，從一個側面可以看到，濾波電容器的好壞對變頻器的壽命起到決定性作用。 2 電容器質量的判定 如何評定一個大型鋁電解電容器在變頻器中運行是否良好呢？電容器生產廠商和變頻器廠商，特別是和國外一些知名變頻器廠商共同探討，總結了一個比較簡單且實用的方法。我們在電容器的中部安裝一個熱電耦。在熱電耦的另一端安裝一個檢測設備，我們可以直觀的了解電容器內部的溫升情況。 電容器的最基本的失效情況就是隨著電容器長時間使用，發熱導致電解液的干枯，從而容量減少、損耗增大而失效。判定一個電容器的優劣就是看電容器的中心溫升是否滿足要求，中心溫升與電容器發熱量電容器的散熱是否良好有關。以往評判一個電容器的優劣是通過檢測它的三個參數（容量、漏電流、損耗角正切）。綜觀各個品牌各個廠家的產品，單單從電容器的三個參數是很難看出它的好壞。而變頻器的電路比較復雜，在實驗室里也很難模擬一個跟變頻器實際使用中相同的電路形式。筆者通過安裝熱電偶在變頻器實際使用中檢測電容器的溫升情況，基本上就可以判定它的優劣了。 變頻器電路中往往有不穩定的紋波電流疊加到濾波電容器上，電容器的發熱主要就是這些紋波電流造成的。最好在變頻器電路設計中減小疊加紋波電流的幅值。這樣可有效的減少電容器的發熱: P=I2R 式中:P為電容器發的熱量; I為紋波電流; R為電容器的等效串聯電阻。 △T=I2R/AH 式中: ΔT中心溫升; A電容器表面積; H散熱系數。 由此公式可以看到，電容器中心溫升跟電容器表面積成反比，我們在設計變頻器時不要一味的追求設計體積越小越好，不要一味的壓縮電容器體積。 3 電容器的選擇 設計變頻器時應如何選擇電容器，各個廠家有各自的標準，以下內容僅供參考: （1） 容量的選擇 在兩相直流電路中一般1A選用60μF～90μF。根據各個公司設計的標準和基于成本考慮筆者建議使用75μF以上。容量設計偏小，使用過程中容易使電容器加快發熱干枯失效。使用壽命大大縮短。 （2） 電壓的選擇 對于鋁電解電容器有兩個考核電壓，一個是額定電壓、一個是浪涌電壓。額定電壓是標稱的最大工作電壓，浪涌電壓是瞬間過載電壓。電路設計時，電容器兩端的實際電壓一般是額定電壓的60%～80%較為合理。 （3） 外套絕緣電壓的選擇 電容器現有固定安裝方式三種: 用固定卡箍（鍍鋅冷壓鋼板）; 尾部（Ф35 M8X12 Ф51-Ф90 M12X16）; 特殊塑料外圈。 最通用的是第一種。通常單層套管耐壓為1500VAC，腳部二層是2000VAC，完全二層是2500VAC，根據各廠商實際要求安裝方法及位置來定。 （4） 壽命的選擇 電容器壽命是變頻器廠家最關注的問題，它是變頻器壽命的基本保證，通常產品樣本上所示的壽命是指最高使用溫度，最大紋波電流下保證的壽命，并不是失效壽命。其實際壽命遠遠大于此值。另外與使用條件（電壓、環境溫度、紋波電流、散熱風冷）關系很大，這是選擇產品系列時必須考慮的。變頻器廠家可根據產品保證年限或設計壽命推算來選擇電容器。 （5） 產品安裝高度 Screw產品一般在變頻器上均為硬連接, 過高無法安裝, 過矮安裝時會出現接觸不良及端子的應力過大等不良影響, 從而在使用中出現端子異常發熱, 影響產品使用壽命。 但在使用電容器時應注意，目前濾波電容器基本都是利用單個電容器串并而成，這就要求我們安裝電容器時選擇同一家同一批次的產品做為同一組，這樣可以減少每個電容器之間的差異而引起的分壓分流不均。在連接每個電容器時最好選擇有一定厚度的銅板連接，一方面可以避免大電流通過時引起的發熱，另一方面可以擴大電容器的散熱面積。選擇好壓敏電阻是對電容器保護的關鍵。當變頻器突然斷電時主電路將有很高的電壓反饋到濾波電容器上，這時就要ns級的壓敏電阻給濾波電容器旁路掉此電壓。如果壓敏電阻反應速度變慢的話，濾波電容器在短時間內被施加如此高的電壓后，濾波電容器則會被擊穿而失效。 4 電容器的安裝 濾波電容器在變頻器中的安裝還應注意以下幾點: 不能反極性，加了反向電壓，即使外觀無異常，這種電容器也不能使用，它已受了損傷; 不能在封口部安裝支架或施加外力，否則會引起封口不良，可能產生漏液，套管破裂; 電容器受落下等沖擊的話，其電氣性能變差，會導致故障，不能使電容器受沖擊; 成套組裝使用過的電容器請勿再使用，除定期點檢時為了測試電性能而取下的電容器外，不可再使用; 螺栓型防爆閥（蓋板上）請不要朝下，因為擔心電解液、固定劑從防爆閥處流出; 防爆閥附近不能有電線電路，以免防爆閥工作時電解液噴出; 電容器的周圍及線路板反面（電容器下面）不要安裝散熱部件; 電容器安裝在變頻器中要通風良好。 5 結束語 變頻器在不斷的發展，選擇好和使用好電容器也是各廠商比較關注的話題，本文是筆者自己的一些觀點，如有錯誤，請批評指正。 |
