【导读】TDK集团推出具有高可靠性和长使用寿命的全新爱普科斯 (EPCOS) 系列交流滤波电容器。本文将介绍该系列的新功能及其对比上一代设备的优势。
TDK集团推出具有高可靠性和长使用寿命的全新爱普科斯 (EPCOS) 系列交流滤波电容器。本文将介绍该系列的新功能及其对比上一代设备的优势。
交流滤波电容器具有超高额定功率。根据适用于电力电子领域中电容器的IEC-61071 标准，电力电容器必须配备在发生故障时能将其启动的安全装置。在此之前，绕组的内部连接线被用作安全装置，具有清晰的槽口，又被称为分离速闭装置。当电容器出现短路或极端过载时，电容器内部的压力将升高，凹槽扩大，连接线会在槽口点被扯断。
连接线被焊接到螺丝接头上。这种做法存在一些缺点：对振动很敏感，受到剧烈的机械撞击时，相位连接线可能断开，从而完全损坏电容器。这种情况主要发生在机器处于强烈震动的条件下，如压缩机、风力发电机或机器处于运输途中时，一旦相应的相位被中断，电流也被阻塞、电容器将停止工作。
无焊连接，提升安全性
在爱普科斯(EPCOS) MKD-AC B3237* 系列交流滤波电容器中（旧版EPCOS MKP-AC B3236* 的升级型号），TDK 集团新开发了更为可靠的安全装置。此装置使用实心螺丝接头，消除了杂乱的焊接连接线。正常工作时，螺丝接头的底部被按压到铜条上，与电容器绕组相接触。若电容器因为严重过载发生剧烈自愈，螺丝接头会将盖子抬起（均匀水平力），断开与铜条的连接，并最终启动电容器的安全装置。除了克服之前焊接技术的所有缺点之外，这种设计还大幅提升了机械抗振动性能。
增强耐热设计，延长使用寿命
另一关键点是使用标准安全装置设计时电容器的使用寿命。根据IEC61071 标准执行的耐久测试结果，使用寿命评估显示在85℃热点条件下，其标准预期使用寿命为100,000 小时。金属化薄膜的使用寿命基本上取决于工作期间的额定电压和热点温度 (Ths)，如图1 所示。
在常规设计中，连接线位于电容器绕组的中心。在旧的MKP-AC 设计中，工作时流经铜连接线的电流具有特定的有效值，会导致导线发热。因此，旧设计中绕组的温度会升高，中间和外部的温差可达到15 到20℃，会降低使用寿命。
鉴于此，TDK 电子大幅改进了滤波电容器，将旧的MKP-AC B3236 系列升级为新的MKD-AC B3237* 系列。新系列元件使用低电阻的扁铜电缆代替之前的圆导线，降低了发热。
此外，扁铜电缆位于绕组的外侧，为电容器的铝罐提供了良好的热耦合，散热效果更佳。因此，新设计的电容器在额定电压及最高热点温度下的使用寿命要超过100,000 小时。
图3：通过使用对电容器罐体具有良好热耦合性的低电阻铜条，散热效果大幅提升，从而延长了电容器的使用寿命
三相设计，节省空间
现如今的工业应用中，用于驱动或光电以及风能发电厂的功能强大的转换器均采用3相设计。相比于使用3个单相电容器作为输入/ 输出滤波器，而3 相滤波电容器具有一系列优势：
●所需空间更小
●体积更小
●重量更轻
●部件更少
●故障风险更低
●所需人力更少
举例来说：一个3相EPCOS MKD-AC电容B32377A3107J030能取代3个单相电容器，形成3相电力负荷，并达到同样的介电强度和电容。
图4：相比于使用3个单独的单相电容器，使用3相电容器所需空间更小、重量更轻和可靠性更佳
示例中，相比于使用3个单相电容器的解决方案，使用1个3相电容器的体积减小了27.6%（不考虑电容器间的空间），重量减轻了50%，采购成本降低了40%（仅考虑电容器的采购成本），所需电缆连接更少（3相电容器使用3相电缆，而3个单相电容器使用6相电缆）、人力更少（电容器安装）、故障风险更低。
使用1个3相滤波电容器与使用3个单相电容器的解决方案的对比一览：
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