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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。變頻空調的優點主要是節能，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，環境變化幅度大，且大多數整機呈間隙運行狀態，因此要求電容器性能十分穩定。
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。