Қуаттылық қуатты компенсациялау құрылғыларының даму кезеңі

Компенсациялау құрылғыларында қолданылып жүрген төмен кернеулі конденсаторлардың бәрі - металланған конденсаторлар. Металланған конденсаторлар компактілі, арзан және өзін-өзі түзету қасиеттеріне ие; сондықтан олар кеңінен қолданыс тапты.

Металл жабынды конденсаторлардың электродтық пластиналары нанометрлік қалыңдықтағы вакуумды-буланған алюминий пленкаларынан тұрады. Алюминий пленкасының өте жұқа болуына байланысты диэлектрик пленканың ақаулары салдарынан жергілікті бұзылуы пайда болған кезде ақау аймағын қоршап тұрған алюминий пленкасы буланып кетеді, осының нәтижесінде қысқа тұйықталу ақаулары болмайды. Бұл құбылыс өзін-өзі емдеу әсері деп аталады.

Металл жабынды конденсаторлардың электрод шығару процесі орамнан кейінгі элементтің екі ұшына металл өткізгіш қабатты бүркіп, содан кейін жетектерді өткізгіш қабатқа дәнекерлеуді қамтиды. Электрод пластина тогы элементтің ортасынан екі ұшына қарай ағып жатқандықтан және электрод пластинасының алюминий пленкасы өте жұқа болып келеді, сондықтан кедергілі шығындарды азайту үшін элементтің орамын қысқа және қалың пішінде орау қажет. Керісінше, өте жұқа алюминий пленка электрод пластинасының механикалық беріктігі шектеулі болғандықтан, соңғы өткізгіш қабат пен электрод пластинасы арасында тұрақты байланыс орнату мүмкін емес. Орталық элемент қыздыру нәтижесінде тең емес деформацияланғанда, соңғы өткізгіш қабат пен электрод пластинасы арасындағы жергілікті үзілу оңай пайда болып, ақаулар туғызады. Осы тұрғыдан қарағанда, элементті жіңішке пішінде орау тиімді.

Металланған қуат конденсаторларының екі конструкциялық түрі бар: тік бұрышты және цилиндрлік. Тік бұрышты конденсаторлардың ішіндегі негізгі элементтер жұқа және параллель орналасқан, бұл жалпы қолдануға сәйкес келеді. Цилиндрлік конденсаторлардың ішіндегі негізгі элементтер қысқа және қалың, тізбектей қосылған, бұл қатаң гармоникалары бар ортаға сәйкес келеді.

Металлданған конденсаторларды пайдалану барысында кездесетін негізгі проблема - сыйымдылықтың төмендеуі. Барлық металлданған конденсаторлар уақыт өте өзін-өзі емдеу процесіне байланысты сыйымдылығын жоғалтады, әрине, дәрежесі әртүрлі. Кейбір сапасы төмен конденсаторлар электродты пластинасынан ажыраған жағдайда, сыйымдылық номинал мәнінің жартысына, үштен біріне немесе тіпті нөлге дейін төмендейтін ақаулар да кездеседі. Бір брендтің конденсаторлары үшін, жеке элементтің сыйымдылығы неғұрлым үлкен болса, оның орталық элементі соғұрлым ұзын және диаметрі соғұрлым жуан болады. Ұзын элементті токтың жылу шығару шығындарын көбейтсе, жуан элемент электродты пластина бетінде өткізгіш қабаттың ауданын ұлғайтып, элементтің ішкі және сыртқы бөліктері арасындағы температура айырмашылығын арттырып, өткізгіш қабаттың электродты пластинасынан ажырауына әкеліп соғады. Сондықтан жалғыз үлкен сыйымдылықты конденсаторды пайдалануға қарағанда, бірнеше кіші сыйымдылықты конденсаторларды параллель қосу надежділігі жоғары. Металлданған конденсаторлар қысқа тұйықтау мен жарылыс ақауларын аз кездестіреді.

Ең бірінші реактивті қуатты компенсациялау контроллерлері қуат коэффициентін басқаруға негізделген болатын; олардың төменгі құны соншалықты, бүгінгі күнге дейін қолданыста. Бірақ қуат коэффициентіне негізделіп басқару жеңіл жүктеме тербелісінің мәселесіне әкеледі. Мысалы: компенсация құрылғысындағы ең кіші конденсатордың қуаты 10 Квар, жүктеменің индуктивті реактивті қуаты 5 Квар, ал қуат коэффициенті 0,5 болып тұр. Осы кезде конденсаторды қосу қуат коэффициентінің 0,5 болып кетуіне себеп болады; конденсаторды ажырату қуат коэффициентінің 0,5 болып қалуына себеп болады. Сөйтіп, тербеліс процесі сол күйінде әрі қарай жалғастырады.

Қазіргі заманғы реактивті қуатты компенсациялау контроллерлері реактивті қуатқа негізделіп жұмыс істейді, соған сәйкес компенсация құрылғысындағы конденсатордың қуатын баптау мүмкіндігін беретін функцияны қажет етеді. Бұл жүктеменің реактивті қуатына сәйкес конденсаторды қосып-ажыратуға мүмкіндік береді, осылайша жеңіл жүктеменің тербеліс құбылысын болдырмақ.

Технологияның үзігерісіне байланысты реактивті қуатты компенсациялау контроллерлерінің қосымша қызметтері барлық жағынан дамып келеді. Оларға деректерді сақтау, деректермен байланыс жасау, гармоникалық тербелістерді анықтау, қуатты өлшеу және тағы басқалар жатады. Басқару компоненттері алғашқы кезде шағын интегралдық схемалардан тұрса, кейін 8 разрядты микроконтроллерлерге, одан 16 разрядты микроконтроллерлерге, сосын 16 разрядты DSP-ге және ақырында 32 разрядты микроконтроллерлерге дейін дамыды. Қазіргі уақытта 32 разрядты микроконтроллерлердің бағасы бір данасы үшін 30 юаннан асып кетті, соған байланысты контроллерлердің құнына ешқандай әсері жоқ. Олардың өнімділігі 8 разрядты микроконтроллерлерге қарағанда 100 еседен артық. Кеңінен қолданудың негізгі кедергісі болып техникалық дамудың күрделілігі табылады.

Реактивті қуатты компенсациялау құрылғыларының үздіксіз таралуымен қатар, компенсация құрылғыларын басқа жабдықтармен интегралдау заңды тенденцияға айналып отыр. Мысалы, компенсация құрылғыларын өлшеуіш қораптарымен, кілт қораптарымен және оған ұқсас жабдықтармен интегралдау. Комбинирленген құрылғылар шығындарды азайтады, кеңістікті үнемдейді, сымдар санын азайтады және жөндеу жұмыстарын жеңілдетеді. Комбинирленген құрылғыларды құрастыру мен шығару кезінде ешқандай техникалық қиындықтар туындамайды; дегенмен, бірыңғай стандарттардың болмауы салдарынан өндірушілер тек тапсырыстар негізінде өндірісті ұйымдастыра алады.