Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 9. 3 mars 1953 - Speciella elektrolytkondensatorer i urladdningskretsar, av Carl Åke Trapp
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
3 mars 1953
Vol
Speciella
elektrolytkondensatorer
i urladdningskretsar
Civilingenjör Carl Åke Trapp, Stockholm
621.319.45
Elektrolytkondensatorn har det företrädet framför en
pap-perskondensator att den medger koncentration av stor
kapacitans inom liten vplym; dock är den på grund av
höga förluster och stor läckström underlägsen eller icke
användbar för många ändamål. Vid likspänning kan den
vanligen icke användas för mer än 500-—600 V, varvid dock
en viss överlagrad växelspänning kan tillåtas. Vid
växelspänning kan endast mycket kortvariga inkopplingstider
medges. Elektrolytkondensatorer användes främst inom
radiotekniken och som startkondensatorer för enfasmotorer.
Elektrolytkondensator
med ökad kapacitans per volymsenhet
Under utvecklingsarbetet har man bland annat genom
användning av etsat anodfolium eller speciella anoder med
stor aktiv yta funnit vägar till allt mindre dimensioner. En
ny konstruktion har nu framförts, varigenom kapacitansen
inom oförändrad volym ytterligare kan ökas, i
gynnsamma fall till omkring den dubbla. Samtidigt stiger dock
förlusterna avsevärt och kan i vissa utföranden komma att
uppgå till 5—10 gånger de för gängse konstruktioner
normala. Användningsområdet för en sådan kondensator blir
naturligtvis ännu mera begränsat, men fördelen av denna
ytterligare volymsminskning är beaktansvärd och bör för
vissa ändamål kunna nyttiggöras.
För mycket kortvariga växelströmsbelastningar eller
måttliga överlagringar behöver olägenheten ej framträda så
starkt, men framför allt bör en sådan kondensator ställa
sig ekonomisk och finna stor användniig för rena
likspänningskretsar med ej allt för täta upp- och urladdningar.
Ett visst behov torde sålunda föreligga inom relätekniken,
men särskilt synes sådana kondensatorer lämpa sig för
svetsutrustningar av den typ som arbetar med
kondensa-torurladdningar.
Hittills har elektrolytkondensatorer mera sällan använts
för detta ändamål, då de ej ställt sig mera ekonomiska än
kondensatorer av impregnerat papper. Om spänningen på
en vanlig elektrolytkondensator kunde ökas, skulle dess
användning för svetsningsutrustningar vara fullt motiverad.
Dess energiackumulering per volymsenhet ökar nämligen
med spänningen på grund av att kapacitansen för viss
volym är omvänt proportionell mot formeringsspänningen.
För två kondensatorer med samma volym och
formerings-spänningarna Vfx och Vf2 råder följande samband mellan
kapacitanserna
Va
c2 =
Va
C,
Om driftspänningarna antas vara Vx resp. V2 blir
energiinnehållen vid full uppladdning till driftspänningen
Fi = Ci
och
Vi»
2
F1
Fi
Va
Va
Ci
vv>
2
Va
Va
IV
Vi»
Jämföres nu t.ex. en kondensator med driftspänningen 250
V [Vfx = 325) och en kondensator med driftspänningen
500 V (Vft = 575) erhålles
F* = 325 • 5002
Fi 575 • 2502
För bästa ekonomi skall således en elektrolytkondensator
för detta ändamål väljas med så hög driftspänning som
möjligt. Tyvärr är det dock ur driftsäkerhetssynpunkt icke
tillrådligt att gå högre än 500 V, och detta har gjort att
hittills papperskondensatorn med dess betydligt högre
till-låtna spänning ställt sig ekonomiskt gynnsammare för de
flesta aggregatstorlekar, även om man ofta nödgats
använda seriekopplade generatorer för laddningen.
När nu en konstruktion framkommit, som medger
betydligt ökad kapacitans per volymsenhet, borde den
kunna öppna vägen för ett allmännare användande av
elektrolytkondensatorer för svetsutrustningar. Spänningen måste
dock fortfarande begränsas till ca 500 V. Detta är
emellertid i och för sig ingen olägenhet, då man kan erhålla
kondensatorn till ett pris, som är billigare per wattsekund än
för andra kondensatorer vid mest ekonomiska spänning,
och då den lägre spänningen kanske dessutom medför en
enklare laddningsanordning.
Urladdningsförlopp och förluster
Det återstår nu att bedöma huruvida de avsevärt ökade
förlusterna vid den nya konstruktionen medför någon
avgörande olägenhet. Största delen av förlusterna ligger
liksom vid elektrolytkondensatorer av konventionell typ i det
seriemotstånd som elektrolyten utgör. Detta seriemotstånd
ökar emellertid vid nykonstruktionen för en viss del av
den totala kapacitansen, medan det för den övriga delen
behåller ett relativt lågt värde, och man kan på grund
härav anta ett ekvivalent schema enligt fig. 1, där
urladdningskretsens induktans försummats.
Urladdningsförloppet intresserar i första hand. Detta får
givetvis med det antagna ekvivalenta schemat en mera
komplicerad karaktär än vid den vänstra i fig. 1 visade
kretsen, där en enkel kondensator med kapacitansen C
urladdar sig genom ett motstånd R efter att ha laddats upp
till spänningen V0, varvid urladdningen förlöper efter den
enkla exponentialkurvan
t
V = Vo • e R • C
Med figurens beteckningar erhålles, om qx betecknar
laddningen på kondensatorn Cx och q2 laddningen på
kondensatorn Co
dqx _ dVi
dq2 n dVo
I varje ögonblick måste då följande ekvationer gälla
h = —
12 = -
Vi - - Cl n
V2 = - C 2 Ti
dV i
dt
dVo
dt
För lösningen av detta ekvationssystem införes en deri-
3 d V
verande operator således = varvid erhålles
Vi + C, npVi + R (Ci p Vi + C2pV2) = 0
V2 + C2 r2 p V 2 + R (Ci p Vi + C2pV2) = 0
Vi [1 + Cl (n + R) p] + V2 C2 Rp = 0
Vi Cl Rp + V2 [1 + C2 (r, + R) p] = 0
Fig. 1.
Urladdnings-kretsar vid olika
kon-densatorkonstruktion.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
