金屬化膜電容器自愈特性研究.pdf

1、金屬化膜電容器具有工作可靠性高、儲能密度高等特點,是脈沖功率技術(shù)的關(guān)鍵器件之一,本文主要研究高方阻(R≥30?/□)金屬化膜電容器的自愈特性。
　　論文首先設(shè)計并完成了一套自愈模擬試驗平臺和自愈測試回路。利用該自愈模擬試驗平臺能對金屬化膜擊穿、自愈過程進行測試,該試驗平臺具有加壓裝置,能研究介質(zhì)膜擊穿及自愈特性與壓強的關(guān)系。同時,本文研究自愈測試回路參數(shù)對自愈過程的影響,試驗結(jié)果表明:在相同條件下,隨著限流電阻減小,自愈電流峰值增

2、大,自愈持續(xù)時間減小。穩(wěn)壓電容越大,自愈電壓降落越小,電壓值越平穩(wěn)。
　　研究金屬化膜方阻對自愈特性的影響。對三種方阻均不小于30?/□的金屬化試品膜電容進行試驗研究,結(jié)果表明:金屬化膜方阻對自愈特征參數(shù)有較大影響。當壓強為3.2kPa,方阻不小于30?/□時,自愈能量分布區(qū)間為15～120mJ。隨著方阻增加,自愈能量、自愈電流峰值和自愈面積減小,自愈持續(xù)時間增加。自愈能量與方阻的二次方成反比,此結(jié)論與前人對方阻小于30Ω/□的金

3、屬化膜研究結(jié)論一致。
　　研究壓強對金屬化膜電容器自愈特性的影響。對壽命測試后金屬化膜電容器內(nèi)部電容量損失分布進行統(tǒng)計,結(jié)果表明自愈能量與層間壓強具有相關(guān)性。在不同壓強條件下進行金屬化試品膜電容自愈實驗,分析壓強與自愈擊穿電壓、自愈能量、自愈面積、自愈電流峰值和自愈持續(xù)時間的關(guān)系,并運用Weibull分布模型預(yù)測金屬化膜擊穿場強的概率分布。結(jié)果表明,隨著壓強增大,自愈能量、自愈面積和自愈電流峰值均減小,當壓強大于100kPa時,減

4、小趨勢逐漸趨于平緩。根據(jù)試驗結(jié)果提出改進金屬化膜電容器外包工藝的方式來提高電容器使用壽命。工藝改進后,金屬化膜電容器壽命可提高約60％。
　　結(jié)合層間壓強及層間空氣對自愈特性的影響,分析金屬化膜自愈機理。結(jié)果表明:層間空氣影響自愈過程中電弧等離子發(fā)展過程,造成自愈點形態(tài)和自愈面積有差異;層間空氣將擴大電弧作用區(qū)域,使自愈點面積擴大。
　　最后,基于自愈面積與自愈電流焦耳熱作用的相關(guān)性,建立自愈過程的熱學(xué)等效模型,推導(dǎo)由自愈電