电容器培训教材-销售

电容器永锦销售部1.电容器基础1.1电容器的含义——储存电荷的容器Q=CUQ——电荷量，单位：库仑U——电压，单位：伏特C——电容量，单位：法拉一个电容器造出来后，C是一个常数，表示储存电荷能力的大小。1.2电容器的基本结构1.3电容器的特性及用途储存电能——脉冲储能电容器，充磁机、激光、模拟核试验、超级电容汽车。通交流、隔直流——信号耦合、滤波。移相——电流超前电压90°无功补偿、马达启动。1.4电容器的分类种类电介质用途典型型号有机薄膜电容器纸纸膜复合聚丙烯（PP）聚酯(PET)聚苯乙烯聚碳酸酯（PC）交、直流，现已淘汰高压交流、电力、高压直流精密电容器高温电容器CJCHCBB、BKMJ、MKPCL、MKTCBCLS无机介质电容器陶瓷钽电解铝电解云母空气直流、高压直流、低压大容量直流、低压大容量标准电容器标准电容器X7R…CACD//1.5电容器的性能参数1.5.1额定容量——设计电容器时规定的电容量（C）■C=ε0εS/dC大小与：介质种类（ε）、极板面积（S）、介质厚度（d）有关ε0——绝对介电常数，是自然界固有的常数之一，与π、e相类似。■C的单位：法拉（F）、微法（μF）、皮法（pF）1F=106μF=106pF■电力电容器的容量——电容器的无功功率单位：Var（乏）、KVar（千乏）Q=U*I=U2/Xc=U22πfC1.5.2损耗角正切（tgδ）——表示电容器消耗的功率大小，是由介质极化及极板电阻引起的。tgδ＝有功功率/无功功率=2πfC*ESRtgδ大→发热→老化加速→寿命低1.5.3额定电压（Un）——设计电容器时考虑的工作电压与介质的击穿场强、工艺水平、电容器的寿命需求有关。Un越高，寿命等级越高，选用的薄膜越厚。对于金属化聚丙烯薄膜电容器：工作场强：50~65V/μm国外最高可以达到75V/μm1.5.4极间耐压（Vt-t）——规定在电容器电极间施加的试验电压表征电容器的抗电强度及短时过载能力。交流电容器Vt-t=1.75Un（1.4~2Un）直流电容器Vt-t=1.4～1.6Un电力电容器Vt-t=2.15Un1.5.5极壳耐压——规定在电容器电极与外壳间施加的试验电压○仅对金属外壳封装的电容器○表征电容器的绝缘水平○交流电容器：2Un＋1000V或2000V，取较高者○电力电容器：2Un＋2000V或3000V，取较高者1.5.6绝缘电阻（R）漏电流（Ir）Ir=U/R一般：直流电容器使用R（或RC)电解电容器使用Ir交流电容器不要求1.5.7放电性能定义：时间常数τ=RC2.电容器的制造工艺——金属化薄膜电容器镀膜在薄膜的一面蒸发沉积一层金属做电极分切把薄膜分切成适合卷绕的规格卷绕两层薄膜叠加卷绕成电容器芯子喷金在芯子两端喷涂金属，便于焊接引出线赋能用大电流对电容器放电，烧掉两极间粉尘芯子浸油防止芯子受潮及局部放电焊接装配焊接引出线，组装到外壳中灌封用封装物填满外壳内剩余空间，保护芯子。成品测试3.电容器的可靠性与寿命3.1可靠性——在工作过程中偶然失效的概率（F）早期失效——制造过程中的缺陷引起的如材料缺陷、工艺偏差可以通过出厂前的测试、筛选剔除。偶然失效——由材料的分散性引起的老化失效——由于材料老化引起的可靠性与寿命的关系：τ＝1/F前提条件是：参数分布特性符合正态分布3.2可靠性——电容器的内在质量决定电容器可靠性的因素：设计40%材料30%制造30%技术进步+完善的质量体系——保证质量的唯一方法，没有捷径。3.3电容器的寿命等级直流电容器：1级、2级家电产品一般用2级交流马达电容器：A（30000h）B（10000h）C（3000h）家电产品一般用C级D（1000h）电力电容器：标准没有要求预期寿命：100000h130000h（heavyduty）3.4可靠性试验●预测寿命●检测内在质量●设计、材料、工艺更改验证方法：加速老化试验●电压加速：τ=τ0（U/U0）aa=7.5~9●温度加速：10℃法则：温度每升高10℃，寿命降低一半交流电容器：电压：1.25Un或1.35Un温度：电容器的最高温度4.电容器的防爆技术——金属化交流电容器4.1金属化电容器的自愈性4.2击穿时的特性○自愈大面积发生时会引起永久性击穿。○击穿时不完全表现为短路状态，表现为0~200Ω的电阻，阻值无法预计。○自愈式电容器击穿时产生大量热量，有爆炸危险。——不能采用熔丝防爆，利用自愈特性、温度、压力防爆。4.3防爆性能交流马达电容器的防爆等级：PO没有要求P1失效时呈开路或短路状态,但是不会发生爆炸。P2失效时只表现为开路。4.4防爆技术：●压力式防爆装置适用于大容量金属外壳●安全防爆薄膜C下降较快，较贵●热熔断体、温度继电器5.电容器的失效模式（故障诊断）5.1容量下降自愈式电容器特性：使用过程中容量逐渐降低质量好的电容器C下降的慢原因——极板面积减少，自愈or腐蚀●膜质量差●制造过程控制不当5.2tgδ增大tgδ增大→发热→老化加速→击穿失效原因：●膜金属镀层质量差。●卷绕、喷金质量失控，比如划伤。●灌封材料没选对，或质量差。5.3击穿短路（电阻为零或很小）●膜质量不好，或老化导致的绝缘强度降低。膜的杂质含量（疵点）膜老化是比较长的过程：电应力、温度、局部放电、溶胀、水分、氧气●设计时选用较薄的膜（为了节省成本）●分切、卷绕设备不好，或控制不当过分拉伸、压轮及导轴毛刺。5.4开路（电阻近似于无穷大）主因还是短路，由此引起防爆装置动作。5.5爆炸主因还是短路，防爆装置失灵，或没有防爆装置。5.6漏油封装不良5.7极壳短路、漏电封装绝缘防护不良6.电容器的使用条件6.1气候类别最低温度/最高温度/湿热严酷等级例：40/85/21对于电力电容器：工作环境温度如：-25/C，最低-25℃，最高50℃，24h平均最高40℃，1年平均最高30℃6.2海拔一般≤2000m2000m以上要在订货时注明6.3额定电压选择一般实际工作电压是额定电压的85%，不超过90%。比例太低，成本增加。比例太高，寿命及可靠性降低。对于电力电容器，余量也不能太大，因为补偿容量会大大减少。6.4最大允许过电压（电力电容器）1.1Un（Un为额定电压）6.5最大允许过电流（电力电容器）1.3In（In为根据额定电压和容量计算出来的额定电流）6.6安装场所户内or户外，湿度、灰尘、腐蚀性气体7.电力电容器的应用7.1无功功率及功率因数i=Imsinωtu=Umsin（ωt+φ）p=ui有功功率——平均功率，也是电路中实际消耗的功率。单位：W无功功率（Q）——用电设备所占用的功率，用于维持磁场。单位：var视在功率——电路中总电压与电流有效值的乘积。单位：VAS=UI=√P2+Q2功率因数——cosφ=P/S7.2功率因数低的影响：1）发电/供电设备容量不能充分利用，需多建发电厂、变压器容量大。2）线路损耗的电能大。与功率因数的平方成反比。7.3提高功率因数的方法——在感性负载上并联电容器、调相机、有源滤波补偿装置。P——系统有功功率cosφ0——补偿前的功率因数cosφ——补偿后的功率因数7.4.无源滤波7.4.1谐波的概念根据傅立叶分析法，一个畸变的周期性波形，可以分解为一系列的正弦曲线的迭加。其中序数为1的为基波，除此之外的所有分量即为谐波。——谐波实质上是对电网的污染。7.4.2谐波源○电力电子装置：半导体器件中的PN结在工作过程中产生谐波。如：变频器、整流器、逆变器、晶闸管开关。○电弧装置：电弧炉、荧光灯、水银灯。○饱和设备：变压器、电动机、发电机。7.4.3谐波的影响1）电容器、变压器、电机的发热和故障。2）发电机铜损、铁损增加。3）保护、控制系统误动作。4）测量仪表不准确工作。如电表。5）损坏电子设备。7.4.4无源滤波的原理使用电抗器与电容器串联，组成LC串联谐振电路。把该电路并联在电网中，即构成一个滤波回路。滤波回路的阻抗Z=2πfL-1/（2πfC）f——电流频率（Hz）L——电抗器的电感量（H）C——电容器的电容量（F）串联谐振当2πfL=1/（2πfC）时，回路阻抗最小，即串联谐振。f=1/（2π√LC）——f称为谐振频率调整L、C的数值，使f等于要滤除的谐波频率，就可以使该次谐波电流大部分流过滤波回路，而不会影响电网中的其它设备。对于基波（50或60Hz），由于1/（2πfC）＞2πfL，所以无功电流仍是容性的，起到无功功率补偿作用。谢谢大家！[e-mail]