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
konstruktion har urladdningsfunktionen och den
procentuellt nyttiggjorda energin beräknats för några antagna
värden på Clt C2 och F„ samt seriemotstånden rx och r„,
varvid arbetsmotståndet R, dvs. motståndet i svetsstället, där
den i värme omsatta energin utför svetsarbetet, hela tiden
antagits vara 1 ohm, således utan hänsyn till de
förändringar, som på grund av temperaturändringen och den
fortskridande hopvällningen uppkommer under
svetsningsförloppet.
I verkligheten består urladdningskretsen vanligen av en
transformator med en omsättning motsvarande en
sekundärspänning av 10—12 V. Kretsen är företrädesvis så
dimensionerad att en starkt dämpad periodisk utsvängning
med en frekvens av 5—10 p/s erhålles vid urladdningen.
Vanlig storlek på kondensatorn vid användning av
elektro-lytkondensatorer är 5 000—10 000 Ws, och mer än 90 %
av denna energi omsättes i regel under den första
halvperioden.
Den till primärsidan reducerade impedansen brukar vara
av storleksordningen 1—10 ohm. För den nu
ifrågavarande beräkningen av urladdningsförloppen torde ett
försummande av induktansen ej medföra något avgörande fel, då
det gäller jämförelse mellan förloppen vid användning av
kondensatorer med olika seriemotstånd, under
förutsättning att storleksordningen av R uppskattas riktigt. För att
vara på den säkra sidan, har värdet valts vid den nedre
gränsen, dvs. 1 ohm.
För en konventionell elektrolytkondensator på 100 wF
antas att mot förlusterna svarar ett ekvivalent
seriemotstånd av 1 ohm, varvid förlusterna vid 50 p/s kan uttryckas
som
tg <5 = <orC = 314 • 1 • 10"
0,0314
För en kondensator av den nya konstruktionen har man att
i enlighet med det ekvivalenta schemat räkna med ett större
seriemotstånd för en del av kapacitansen. Vid de följande
numeriska beräkningarna har detta motstånd vid lika
ka-pacitans i de båda delarna valts tio gånger det som kan
antas gälla för en konventionell kondensator av samma
storlek.
Tre kombinationer av kapacitans och spänning har
genomräknats, nämligen
Total kapacitans, uF ................. 200 2 000 40 000
Maximal uppladdningsspänning, V ... 100 100 400
På grund av symmetrin kan man räkna med de båda
kretsarnas seriemotstånd omvänt proportionella mot
tillhörande kapacitans. Tillsammans med motsvarande tre
kombinationer för kondensatorer av konventionell typ (nedan
betecknade med a) genomföres således beräkningen av
urladdningsförloppen för följande nio fall
Ci (/< F) Ci Cu F) ri (ohm) r2 (ohm) Vo (voit) Fr (Ws)
la ................200 0,5 100 0,667
lb ................100 100 10 1 100 0,375
1 c ................f 7,5 1,5 100 0,290
2 a ................2 000 0,05 100 9,52
2 b ................1 000 1 000 1 0,1 100 8,08
2 c ................iM 0,75 0,15 100 7,60
3 a ................40 000 0,0025 400 3 192
3 b ................20 000 20 000 0,05 0,005 400 3 156
3 c ................80_000 40|00 ^ ^ ^ s ^
»/o
66.7
37.5
29,0
95.2
80.8
76,0
99,8
98.6
98.3
De för dessa fall beräknade kurvorna över
energiförbrukningen i motståndet R som funktion av tiden har inritats
i diagrammet, fig. 2, varvid ordinatans skala anger
energiförbrukningen i procent av den totala vid spänningen V0
i kondensatorn ackumulerade energin. Motsvarande
kurvor för förlustfri kondensator, där alltså hela
energiinnehållet omsättes i motståndet R, har för jämförelse även
inlagts för vardera av de tre kombinationerna av spänning
och kapacitans. Gränsvärdena för de under hela
urladdningsförloppet i motståndet R omsatta energibeloppen för
ovanstående nio fall har angivits i föregående tabell.
Medan fallen 1 motsvarar en enstaka kondensator, kan
fallen 3 antas representera ett batteri av en storlek, som
endast i undantagsfall torde vara tillräcklig för
svetsningsändamål. Redan vid denna storlek gör sig dock de extra
förlusterna knappast märkbara i urladdningsfunktionen.
Vid kondensatorbatterier för normala
svetsningsutrustningar synes därför användandet av den nya typen av
elektro-lytkondensatorer icke komma att medföra någon
olägenhet.
Ju större batteriet är, dvs. ju flera parallellkopplade
kon-densatorenheter det innehåller, desto mindre avviker
naturligtvis urladdningsfunktionen från det för en vanlig
kondensator gällande förloppet. Den obetydliga
förlängningen av urladdningstiden kan även helt försummas vid
större batterier. Kurvformens karaktär uppvisar icke heller
några större avvikelser, varför de nedan sammanställda
relationerna endast har teoretiskt intresse (to,is, to,50 resp.
to,75 betecknar de tider efter vilka energiförbrukningen i
motståndet R uppgår till 25, 50 resp. 75 °/o av gränsvärdet
vid oändlig urladdningstid):
’o»5o ’0,75 ’0,75 — ’0,50
’0,25 ’o,50 ’o,50 - ’o,25
la .................. . 2,41 2,0 1,71
. 2,55 2,24 2,05
. 2,67 2,52 2,44
. 2,41 2,0 1,71
. 2,53 2,10 1,84
. 2,64 2,16 1,90
. 2,41 2,0 1,71
. 2,41 2,0 1,71
. 2,42 2,0 1,71
Vid en undersökning av hur kostnaden för en komplett
kondensatorsvetsutrustning fördelar sig på de olika i
anläggningen ingående detaljerna, finner man att i vanliga
fall kondensatorbatteriet representerar 40 ®/o och
tillhörande laddningsanordning 10 °/o av den totala kostnaden. Det
är därför uppenbart att stora besparingar kan göras genom
användning av elektrolytkondensatorer enligt det nya
utförandet. Dessa kan framställas avsevärt billigare än
kon-vensionella elektrolytkondensatorer med samma
energiinnehåll och erfordrar dessutom mindre utrymme. Vidare
medger, som förut nämnts, den lägre
laddningsspänningen vid elektrolytkondensatorer ett enklare utförande av
laddningsutrustningen än vad förhållandet är vid
papperskondensatorer.
Användningen av elektrolytkondensatorer för svetsning
är måhända med nuvarande konstruktionsprinciper
begränsad till en batteristorlek av högst 15 000 Ws, då vid större
anläggningar konstruktiva svårigheter uppstår med
hänsyn till de höga strömstyrkorna, så att man här måste
välja en kondensatortyp som medger en högre
uppladdningsspänning. Emellertid ligger en mycket stor del av
förekommande kondensatorsvetsutrustningar inom just det
storleksområde, där elektrolytkondensatorer kan
användas. Ett förbilligande av denna kategori borde vara ägnat
att stimulera till ytterligare användning, då
förutsättningarna för en ekonomisk utnyttjning ökar.
Förutom för här relaterade ändamål kan dessa speciella
elektrolytkondensatorer väntas få användning i många
andra fall, där förlusterna är av underordnad betydelse. Inom
relätekniken användes ofta för fördröjningsändamål
kondensatorer seriekopplade med högohmiga motstånd, och
förefintligheten av ett ytterligare seriemotstånd inom
själva kondensatorn är där helt utan betydelse. Huruvida de
även kan utnyttjas som startkondensatorer har icke
undersökts, men det förefaller troligt att detta är möjligt,
kanske med något lägre gräns för tillåten inkopplingstid.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
