Seri kondansatorlarda hansı problemlər var və hesablama nədir?

Seriya kapasitorlar elektrik sistemlərində, xüsusilə elektrik nəqllərində sistem nəqlli mühimmiyyətini artırmaq, voltaj idarəetməsini yaxşılaşdırmak və zədələri azaltmaq üçün geniş istifadə olunur. Amma, seriya kapasitorların dizayn edilməsi və hesablanması zamanı diqqət ediləcək bir neçə mühüm məsələ var:

Voltaj paylanma məsələsi

Təsvir

Bir neçə kapasitor seriya qoşulduğunda, hər bir kapasitorda olan voltajlar mütləq bərabər deyil, lakin onların təbii kapasitans dəyərlərinə görə orantılı paylanır.

Həll

• Voltaj bərabərləşdirici rezistorlar: Hər bir kapasitordan paralel voltaj bərabərləşdirici rezistorlar istifadə edilə bilər ki, hər bir kapasitordakı voltaj bərabər olsun.

• Voltaj bərabərləşdirici şəbəkə: Voltaj bərabərliyini təmin etmək üçün xüsusi voltaj bərabərləşdirici şəbəkə dizayn edin.

Hesablama düsturu

Seriya qoşulu kapasitorlar üçün ekvivalent kapasitans Ceq və hər bir kapasitordakı voltaj Vi aşağıdakı düsturla hesablanabilir:

Burada, Ci i-ci kapasitordan kapasitans dəyəridir, Vtotal isə ümumi voltajdır.

Termal stabillik məsələsi

Təsvir

Seriya kapasitorları işləyərkən isti olacaqlar və əgər sərbəst qalan istilik yaxşı deyilsə, kapasitor aşırı istiləyib zədələnə bilər.

Həll

• Sərbəst qalan istilik dizaynı: Kapasitordan sərbəst qalan istilik dizaynının yaxşı olduğundan əmin olun, məsələn, istilik qapığı və ya soğutma sistemi.

• Seçim: Yaxşı termal stabillikə malik kapasitor materialını seçin.

Rəzonans məsələsi

Təsvir

Seriya kapasitorları sistem indüktivliyi ilə rəzonansda olaraq, voltajın və ya cürəkliyin amplitudunu artırmağa səbəb olar, bu da cihazı zədələyə bilər.

Həll

• Filtr: Sisteme uyğun filtrlər əlavə edilərək rəzonans saxlanılır.

• Rəzonans analizi: Simulyasiya analizi vasitəsilə potensial rəzonans frekvanslarını proqnoz və qarşılaşdırın.

Xəta himayası

Təsvir

Seriya kapasitorları xəta hallında tez-tez izole olunmalıdır, aks halda bütün sistem çökə bilər.

Həll

• Himayə cihazı: Füzeler, avtomatlar və digər himayə cihazları quraşdırın.

• İzləmə sistemi: Kapasitordan real zamanlı izləmə aparın, xətaları vaxtında aşkarlayın.

Dizayn problemi

Təsvir

Seriya kapasitorları yaxşı dielektrik xassələrə malik olmalıdır, aks halda kəsikliklər baş verə bilər.

Həll

• Dielektrik materiallar: Yüksək keyfiyyətli dielektrik materiallar seçin.

• Test: Düzdürlük testləri aparaq, yaxşı dielektrik performansı təmin edin.

Dinamik cavab

Təsvir

Kapasitorların dinamik yüklər altında performansı dəyişə bilər.

Həll

• Dinamik simulyasiya: Dinamik simulyasiya alətlərindən istifadə edərək, kapasitorların fərqli işləmə şərtləri altında cavabını proqnoz edin.

• Artıq dizayn: Dizaynda yük dəyişikliklərinə davamlı olmaq üçün bir qədər artıq nəzərə alınmalıdır.

Texnik xidmət və ömürlük

Təsvir

Kapasitorların texnik xidməti və yenilənmə dövrünü nəzərə almalıyıq ki, sistem uzun müddət stabil işləsin.

Həll

• Müntəzəm texnik xidmət: Müntəzəm texnik xidmət planı hazırlayın, kapasitorların vəziyyətini yoxlayın.

• Yeniləmə planı: Münasib yeniləmə planı hazırlayın, yaşlanmadan nəticələrə yol açmağı qarşılamaq.

Hesablama misalı

Deyək ki, bizim əldə C1=2μF və C2=4μF olan iki kapasitor var və təbiəvi voltaj V total=12V tətbiq olunur, hər bir kapasitordakı voltajı həll edin.

Öncə ekvivalent kapasitansı hesablayın:

Beləliklə, hər bir kapasitordakı voltajı alırıq. Praktiki tətbiqdə, seriya kapasitor sistemlərinin təhlükəsiz və stabil işləməsinin təmin edilməsi üçün yuxarıda qeyd olunan məsələləri nəzərə almaq lazımdır.