Конденсаторы для электроприводов и электродвигателей

Маркетинг сегодня является неотъемлемой частью всех сфер нашей жизни, не говоря уж об экономике. И, естественно, это отражается на регламентах, стандартах, на следовании нормам и соблюдении технических требований. Человечество всё дальше уходит от формализованной терминологии, а интернет заполняется различными информационно-техническими материалами низкого качества.

Отсюда, например, возникает путаница между конденсаторами для электроприводов и электродвигателями. Интересно, что путаница эта возникает даже при наличии чётко сформулированных норм ГОСТа IEC 61800-9-2-202, которые ясно говорят о том, что электродвигатель является частью электропривода вместе с комплектным преобразователем, но при этом существует п. 13 ГОСТа Р МЭК/ТС 60034-17-2009, согласно которому не рекомендуется присоединять к электродвигателю силовые конденсаторы.

Однако сегодня конденсаторы активно используются в электродвигателе. Их применяют и во входном, и в выходном фильтрах, и в выпрямителе, и в звене постоянного тока комплектного преобразователя (в данном случае для электропривода, имеющего регулируемую скорость под асинхронный двигатель).

Кроме того, согласно ГОСТу, электродвигатели вполне могут функционировать и без КП, т.е. в автономном режиме с используемым исполнительным механизмом. Но в таком случае потребуются для запуска и нормального функционирования так называемые рабочие и моторные (они же пусковые) конденсаторы.

В качестве моторных и косинусных (силовых) конденсаторов сегодня всё чаще используются металлизированные плёночные изделия, но вот для электроприводов могут использоваться как плёночные, так и электролитические, и керамические многослойные изделия.

Разновидности и типы конденсаторов электроприводов

Наиболее популярными сегодня разновидностями конденсаторов электроприводов из КП считаются керамические (и многослойные в том числе). Также спросом пользуются электролитические и плёночные.

Самое важное, чем должны обладать конденсаторы, интегрируемые в систему электропривода – это внушительная ёмкость, комплектность габаритов и способность полноценно функционировать при повышенных температурах и высоком уровне напряжения. Естественно, если конденсаторы будут ещё и универсальными, и износостойкими, и долговечными – это пойдёт изделиям только на пользу.

Керамические изделия

Конденсаторы из керамики сегодня являются, пожалуй, самыми популярными и самыми востребованными в сфере электроники. Они могут применяться в цепях с высоким уровнем напряжения и нормально функционировать при повышенных температурах. Кроме того, широкое разнообразие композитов, созданных на керамической базе, а также их, безусловно, внушительный спектр диэлектрических характеристик сделали керамические изделия особенно востребованными там, где осуществляется работа в экстремальных условиях. Существуют даже «высоковольтные» модификации, которые можно применять при напряжении в 50-100 кВ. Имеются в ассортименте и модели, созданные специально для работы при критических температурах (до 250 ℃).

Естественно, есть у этих изделий и свои минусы. Главным недостатком является низкая плотность энергии. Кроме того, керамические модели обойдутся в весьма круглую сумму и это с учётом их хрупкости (поэтому для использования в электроприводах с исполнительными механизмами, где сильные вибрации и удары не такая уж и редкость, рекомендуется использовать плёночные или электролитические альтернативы).

Многослойные керамические модели

Этот тип конденсаторов отличается большей ёмкостью и комплектными размерами. При этом уровень плотности энергии остаётся достаточно высоким, что делает эти модели изделий более подходящими, чем обычные керамические. Стоимость у таких конденсаторов тоже достаточно низкая в сравнении со стандартными керамическими моделями.

Многослойные изделия могут нормально работать при температуре до 200℃, а потому если и выбирать из всего разнообразия керамических моделей, то именно их. Сегодня производители многослойных керамических конденсаторов ориентируются, прежде всего, на тех, кто занимается производство авиационно-космической электроники, а также на машиностроение, автомобильную промышленность и тех, кто активно работает с электроприводами.

Однако тут стоит принять во внимание тенденцию увеличения числа диэлектрических слоёв (при уменьшении толщины слоя в конденсаторе) для увеличения коэффициента объемной эффективности. Этот фактор является настоящей проблемой для диэлектриков класса 2 (BaTiO3), которые применяются при изготовлении многослойных керамических моделей конденсаторов. Более тонкие слои диэлектрика субмикронного диапазона могут стать серьёзным препятствием для моделей многослойных изделий нового поколения, поскольку диэлектрические свойства BaTiO3 напрямую зависят от габаритов их зерна.

К тому же чем ниже будет уровень толщины диэлектрического слоя, тем значительнее будет зависимость диэлектрических свойств от напряжения. А повышение уровня устойчивости многослойных конденсаторов к механическому воздействию (к тем же ударам и вибрациям) повысит и среднюю стоимость конденсаторов (и это при том, что их ценник и сейчас куда выше, чем у плёночных и электролитических аналогов).