Пленочные конденсаторы – пассивные электронные компоненты, в которых диэлектрик выполнен в виде пленки. Они являются альтернативой электролитическим и керамическим аналогам. Их можно использовать при функционировании в импульсных режимах, на высокочастотных и постоянных токах. Низкие показатели тангенса, незначительная абсорбция, минимальный риск утечки токов позволяют решать с их помощью ряд важных задач.

Основные характеристики пленочных изделий

При производстве пленочных конденсаторов на диэлектрическую пленку напыляется металл или напрессовывается фольга. В первом случае получаются металлопленочные изделия, отличающиеся компактными габаритами, но сниженными электрическими свойствами. К данному типу относится отечественная серия конденсаторов К73-17, К73-01, К73-11, К73-13, К73-14, К73-15, К73-21, К73-24, К73-31, К73-39, К73-41, К73-43, К73-46, К73-50, К73-54, К73-55, К73-56, К73-57, К73-59, К73-62, К73-73, К73-75, К74-7, К75-15, К75-29, К75-40, К75-48, К75-49, К75-54, К75-59, К75-60, К75-63, К75-65, К75-69, К75-74, К75-80, К75-81, К75-82, К75-83, К75-84, К75-85, К75-86, К75-88, К75-89, К75-90, К75-91, К75-92, К75-93, К75-97, К75-99, К78-2, К78-5, К78-10, К78-11, К78-12, К78-16, К78-17, К78-19, К78-20, К78-21, К78-29, К78-37, К78-39, К78-41, К78-42, К78-44, К78-45, К78-98 импортные CL21 и др.. Для правильного выбора аналога рекомендуется справочник по конденсаторам.

Изображение с примером устройства пленочного конденсатора

В типовых элементах пленку скручивают в рулон. Но при таком исполнении увеличивается паразитная индуктивность. Для ее снижения в современных устройствах применяется многослойная спрессованная конструкция. Она представляет собой множество конденсаторов, имеющих параллельное соединение. Рассматриваемые изделия обладают уникальным качеством – способностью восстанавливаться. При возникновении перенапряжения и пробое диэлектрика начинается утечка тока. Последний нагревает металлическую пленку. Медленно расплавляясь металл испаряется, что активирует восстановление диэлектрической прочности.

Технические параметры компонентов определяются типом применяемого при производстве диэлектрика. Существуют полипропиленовые, полистирольные, поликарбонатные, фторопластовые варианты. Наиболее широкое применение получил второй тип. Пленочные конденсаторы имеют такие преимущества, как:

низкие показатели тангенса;
стабильные электрические показатели;
широкий диапазон температур применения;
компактные габариты;
устойчивость перед значительными амплитудами напряжений;
малый коэффициент абсорбции.

Распространенные сферы использования

Накопители электрических зарядов пленочного исполнения характеризуются широкой сферой применения, что достигается благодаря их большому ассортименту. Чаще всего они внедряются в цепи датчиков, имеющих высокий импеданс, приборы для выборки-хранения, преобразователи, интеграторы, высоковольтные фильтры, усилители высокочастотного типа, фильтры звуковой частоты, без трансформаторные блоки питания (гасящий режим, в зависимости от емкости разное снижение напряжения и максимальный ток).

В измерительных или задающих время схемах, где наблюдаются низкие токовые импульсы, большое влияние имеют малая саморазрядность и изоляционная сопротивляемость, низкая абсорбция и стабильность по отношению к температурным нагрузкам. В низковольтных цепях основными параметрами являются значение тангенса и низкая индуктивность. Обычные конденсаторы электролитического или керамического типа не могут использоваться. Последние имеют недостаточную емкость. Первые обладают недопустимыми параметрами тангенса и индуктивности. Чтобы отказаться от применения сложной связки, здесь внедряются пленочные изделия.

В высоковольтных цепях они также незаменимы. Для обеспечения стабильной работы промышленного оборудования, необходимо достичь достойного уровня надежности и безопасности. Обычные электронные компоненты быстро выходят из строя при предельном повышении токовых нагрузок. Имеющиеся у них показатели абсорбции делают подобные изделия небезопасными. Пленочные аналоги обладают и перечисленными требованиями, и способностью восстанавливаться.

При выборе конденсаторов необходимо учитывать несколько различных факторов. Сюда относятся как реальные электрические параметры, так и уровень надежности. Поэтому при выборе и покупке изделий, нужно грамотно подойти к выбору производителя и поставщика комплектующих. (Данная статья написана на основе данного источника)

Пусковые и рабочие конденсаторы (замена, выбор, расчет)

Пусковой конденсатор

Следуя из самого названия, такой конденсатор используется только в момент запуска электродвигателя. После запуска двигателя, когда он вышел на заданную мощность и частоту вращения, конденсатор отключают. Пусковые конденсаторы используются в некоторых типах электро двигателей, в случае, когда необходимо запустить двигатель, на валу которого есть нагрузка мешающая свободному вращению вала. Смотрите следующий рисунок.

Как видно из схемы выше, чтобы двигатель запустился, нам нужно нажать на кнопку Кн1, которая подключает конденсатор С1 на время, которое нужно двигателю для выхода на рабочий режим. После, конденсатор отключается и двигатель продолжает вращаться за счет сдвига фаз в рабочих обмотках. Важно учитывать рабочее напряжение конденсатора С1, оно должно быть больше напряжения сети в 1,15 раза (при ~220в, это минимум 250в). Емкость пускового конденсатора обычно в 2,5-3 раза больше, чем рабочего конденсатора.

При выборе и подключении конденсатора к однофазному двигателю, многое зависит от того, в каком именно режиме будет работать двигатель:

При подключении пускового конденсатора и дополнительной обмотки электродвигателя, емкость конденсатора рассчитывается по принципу: 70 мкФ на 1000 Вт мощности двигателя;
Общая ёмкость рабочего и пускового конденсаторов рассчитываться из расчёта 1 мкФ на 100 Вт мощности. В этом случае рабочий конденсатор остаётся включённым во время работы электродвигателя.

Рабочий конденсатор

Рабочий конденсатор включен в цепь на постоянной основе и предназначен для сдвига фаз обмоток электродвигателя. Для стабильной работы двигателя, емкость рабочего (пуско-рабочего) должна быть рассчитана достаточно точно. Во время работы на рабочем конденсаторе возникает повышенное напряжение (проявляется эффект Самоиндукции из за обмоток двигателя), которое превышает рабочее. Следовательно для обеспечения надежной и безаварийной работы нужно использовать конденсатор с рабочим напряжением больше в 2,5-3 раза питающей сети (500-600 вольт).

На корпусах конденсаторов при этом указывают разные напряжения, обычно от 400 до 600 вольт и время работы при таком напряжение. Чем больше напряжение, тем меньше время работы конденсатора до момента выхода из строя. И не следует первую увиденную цифру понимать как максимальное значение, на которое рассчитан конденсатор. Тем самым будет обеспечен правильный выбор подходящего конденсатора, который гарантирует надежную работу.

Для рабочего конденсатора очень важно правильно выбрать емкость. А это зависит от типа соединения обмоток (треугольник или звезда). Производить расчет следует по следующим правилам

Двигатель с соединенными обмотками в звезду - Формула расчета следующая: Сраб.=4800*Iф / U сети, где Iф – номинальное значение тока статора, это значение обычно указывается на самом электродвигателе, если же оно затерто или неразборчиво, то его измеряют специальными клещами; U сети - напряжение питающей сети.
Двигатель с соединенными обмотками в треугольник Формула расчета следующая: Сраб.=2800*Iф / U сети (4800 или 2800 - специальный коэффициент)

Пример расчета: Двигатель мощностью 1,5 кВт с током потребления в 7 Ампер при напряжении 220 Вольт, то конденсатор понадобится емкостью: 4800*7/220 = 152 мкФ. Ближайший из стандартного ряда будет иметь емкость 150 мкФ. Более детальную информацию о разных двигателях и расчёта конденсаторов для них можно узнать по следующем ссылкам.

Разновидности пусковых конденсаторов

Серия CBB60 - цилиндрической формы, пластиковый или металлический корпус, способ подключения клеммы (часто сдвоенные или счетверённые) или провода. Крепление под хомут или болт/гайка. Далее фото некоторых способов крепления этих конденсаторов.