高壓脈沖裝置中儲(chǔ)能電容器數(shù)量之討論
發(fā)布時(shí)間:2019-07-13 17:20:33來源:
儲(chǔ)能電容器是高壓脈沖裝置的主要元件,其設(shè)備投資和電能損耗均占主要成分。故高壓脈沖裝置中儲(chǔ)能電容器的選擇十分重要。電容器組數(shù)的比較佳概念是多角度的,它取決于高壓脈沖裝置的工作任務(wù)、型號(hào)、使用條件及運(yùn)行方式,故無固定的數(shù)值。試分別討論如下。
1滿足電容總值和充電電壓值的比較小電容數(shù)儲(chǔ)能電容器組數(shù)應(yīng)在保證需要的電容量值和充電電壓值的條件下選擇總數(shù)比較少的電容器。a中有m條電容支路并聯(lián),每條由n個(gè)相同的電容串聯(lián)。則電容器組的電容Ccn=mCN/n,其中,Cn為每只電容器的定額值,已知n時(shí)電容器組的為某一整數(shù),若x是正整數(shù),則該函數(shù)是x本身;若x帶小數(shù),則它等于比x稍大的正整數(shù)。故滿足電容總值和充電電壓值的比較少電容個(gè)數(shù)為:寧C|丨,1丨中a)n個(gè)電容串聯(lián),m條支路并聯(lián)b)m個(gè)電容并聯(lián)n條支路串聯(lián)電容器組中電容器的連接方式2故障情況下電容數(shù)量的討論可用故障強(qiáng)度描述電容器組的故障幾率即:其中,Uc為儲(chǔ)能電容器的電壓值;n為電容器運(yùn)行標(biāo)稱狀態(tài)下的故障強(qiáng)度;為與電介質(zhì)型號(hào)有關(guān)的系數(shù);為考慮到電容器組實(shí)際脈沖放電和額定脈沖放電電流差別的系數(shù)。在給定了電容器的電容量、充電電壓值和電容器組數(shù)后,由上式可解得保證儲(chǔ)能電容器可靠工作的電容器數(shù)為:射出現(xiàn)故障的機(jī)率,當(dāng)研宄其與支路電容數(shù)n的關(guān)系時(shí)記為h(n)。
現(xiàn)考察高壓脈沖裝置利用的不同方案。電容器故障后必須替代故障電容。這一要求與故障形式(斷路或短路)無關(guān),任何電容器故障即是電容器組的故障。如高壓脈沖裝置不可恢復(fù),則與Sy相應(yīng)的比較佳總數(shù)由(1)式確定。如高壓脈沖裝置可修復(fù),其中2為充電電電壓kUaNe為單只電容器額定1壓!4中盤為未發(fā)生故障的電容器數(shù),括號(hào)中c第二項(xiàng)相應(yīng)于替代的故障電容數(shù)。上式的極小值為:置的數(shù)量,該數(shù)量是整個(gè)工作期間(考慮到替換己損電容)能保持電容器裝置的工作特性而電容總和為比較小的數(shù)值。在中引入了故障強(qiáng)度和串聯(lián)電容總數(shù)n為比較小值的關(guān)系曲線。實(shí)際上,需要的故障強(qiáng)度Xrep和相應(yīng)于電容器數(shù)量比較小值的故障強(qiáng)度入min之間關(guān)系是可能存在的。如、T〉min,串聯(lián)電容數(shù)用算得,這樣可減少電容器總數(shù);若入rep 3電容器組的N(n汲此(n)曲線曲線見。電容器組的充電電壓Uc=容器組的電容量為0.4mF.由可知故障強(qiáng)度Ns隨著串聯(lián)個(gè)數(shù)的加而下降。串聯(lián)個(gè)數(shù)為7時(shí),對(duì)應(yīng)的技術(shù)壽命約0.47X103脈沖次數(shù)。串聯(lián)電容器個(gè)數(shù)加時(shí)其技術(shù)壽命呈線性加。反之,如對(duì)電容器組提出更嚴(yán)格的要求(NsC4X104/脈沖,相應(yīng)技術(shù)壽命>2. 103脈沖次數(shù))則需大大加電容器個(gè)數(shù)。這樣,導(dǎo)出的關(guān)系式給出了選擇高壓脈沖裝置電容器數(shù)量,該數(shù)綜合考慮了電容器故障強(qiáng)度及針對(duì)電容器恢復(fù)過程所用的方法。導(dǎo)出的關(guān)系式可用以估計(jì)高壓脈沖裝置設(shè)計(jì)階段的電容器個(gè)數(shù),亦可作為其綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、工藝條件和勞動(dòng)工效選擇電容器個(gè)數(shù)的判據(jù)。 4結(jié)論式5、6綜合考慮了高壓脈沖裝置正常工作時(shí)對(duì)儲(chǔ)能電容的技術(shù)要求,以及事故中可否修復(fù)等具體情況,對(duì)電容數(shù)量的結(jié)論有普遍意義,可作為其選擇儲(chǔ)能電容的判據(jù)。