Belangrijkste functies en toepassingen van dunnefilmcondensatoren in wisselstroomcircuits

ik. Filmcondensatoren spelen de volgende sleutelrollen in AC-circuits:

1. Koppeling/DC-blokkering:

Door gebruik te maken van de eigenschap "wisselstroom toe te staan en gelijkstroom te blokkeren", verzendt het signalen van de ene circuittrap naar de andere, terwijl de DC-voorspanning tussen de twee trappen wordt geblokkeerd. Het wordt vaak gebruikt in audio- en radiofrequentiecircuits.

2. Filteren (rechtstreeks gerelateerd aan capacitieve reactantie):

Voedingsfiltering: Gecombineerd met inductoren of weerstanden vormt het een RC- of LC-filternetwerk om rimpelruis in wisselstroom (zoals gelijkgerichte pulserende gelijkstroom) naar aarde te omzeilen, waardoor een soepel gelijkstroomvermogen wordt geleverd. PP-filmcondensatoren worden vaak in dergelijke toepassingen gebruikt vanwege hun lage verlies en stabiliteit.

Ruisonderdrukking/bypass: Sluit hoogfrequente interferentieruis (met een zeer hoge frequentie f, daarom is Xc erg klein) kort naar aarde om te voorkomen dat deze interfereert met gevoelige circuits. Filmcondensatoren met een kleine capaciteit worden vaak gebruikt.

3. Vermogensfactorcorrectie (PFC):

Bij inductieve belastingen zoals motoren en verlichting blijft de stroom achter op de spanning, wat resulteert in een lage arbeidsfactor. Door een filmcondensator parallel aan te sluiten (waardoor een voorlopende capacitieve stroom wordt gegenereerd), kan de achterblijvende inductieve stroom worden gecompenseerd, waardoor de totale stroom in lijn wordt gebracht met de spanningsfase en de energie-efficiëntie wordt verbeterd. Dit is een belangrijke toepassing van filmcondensatoren in industriële wisselstroomcircuits.

4. Resonantie- en frequentieselectie:

In serie of parallel verbonden met een inductor, gebruikt het de eigenschap van Xc, variërend met de frequentie, om resonantie te bereiken bij een specifieke frequentie fr (Xc = XL). Het wordt gebruikt om oscillatoren, afstemcircuits, filters, enz. te construeren. Bijvoorbeeld in het zenderselectiecircuit van een radio.

5. Bediening en opstarten van de motor:

Enkelfasige AC-motoren hebben condensatoren nodig om een in fase verschoven stroom te genereren, waardoor een roterend magnetisch veld ontstaat waardoor de motor kan starten en draaien. Deze condensatoren moeten bestand zijn tegen hoge wisselspanning en stroom, en filmcondensatoren (vooral gemetalliseerd polypropyleen MKP) worden veel gebruikt vanwege hun hoge weerstandsspanning, lage verliezen en zelfherstellende eigenschappen.

II. Waarom geven AC-circuits de voorkeur aan dunnefilmcondensatoren?

Vergeleken met elektrolytische condensatoren hebben filmcondensatoren unieke voordelen in wisselstroomcircuits:

Niet-polair: Kan direct worden gebruikt in zuivere AC-circuits.

Laag verlies (hoge Q-waarde): De diëlektrische verliestangens is klein, wat resulteert in minder warmteontwikkeling en een hoog rendement, waardoor het bijzonder geschikt is voor hoogfrequente en hoogvermogentoepassingen.

Hoge spanningsbestendigheid en betrouwbaarheid: Hij is bestand tegen hoge wisselspanningspieken en heeft een lange levensduur.

Zelfgenezend: Wanneer de gemetalliseerde film plaatselijk kapot gaat, verdampt de metaallaag rond het doorslagpunt onmiddellijk, waardoor het breukpunt wordt geïsoleerd en de condensator weer normaal kan functioneren, waardoor de betrouwbaarheid aanzienlijk wordt verbeterd.

Capaciteitsstabiliteit: De capaciteitswaarde verandert weinig wanneer temperatuur en frequentie veranderen.

Samenvatten

Het werkingsprincipe van filmcondensatoren in wisselstroomcircuits kan als volgt worden samengevat:
Door gebruik te maken van een isolerend diëlektricum met dunne film ondergaan ze periodiek opladen en ontladen onder invloed van een elektrisch wisselveld, waardoor ze de eigenschap vertonen van het "doorlaten" van wisselstroom in het circuit. Hun impedantie (capacitieve reactantie) varieert met de frequentie en capaciteitswaarde. Gebaseerd op dit principe vervullen filmcondensatoren sleutelfuncties zoals koppeling, filtering, compensatie en resonantie, waardoor ze onmisbare passieve componenten worden in moderne AC- en vermogenselektronische circuits.