《電容基礎(chǔ)知識》課件

各位領(lǐng)導各位專家大家好第一頁，共三十三頁。電容器基礎(chǔ)知識

二、電容器的用途1、按領(lǐng)域區(qū)分：⑴電子工程：發(fā)送接收設(shè)備、電視機、計算機、電子儀器、電工測量儀器、自動裝置。⑵電力工程：改善系統(tǒng)功率因數(shù)、防止過電壓、獲得瞬時大電流、電機啟動、滅弧。⑶其他：高頻加熱、高頻淬火、發(fā)動機點火、家用電器、閃光攝影等。一、電容器的定義：電容器是由介質(zhì)隔開的兩塊金屬極板構(gòu)成的電子元件。第二頁，共三十三頁。2、按功能區(qū)分：

⑴隔直流：

電容器有效地阻止直流而限制低頻交流，對高頻電流沒有多大影響，常用來使電路某一部分不出現(xiàn)直流電壓。

⑵旁路（去耦）：

電容器為交流電路中某些與之并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。此類電容器要求有低的損耗因數(shù)和電感。

⑶耦合：

電容器用于電路的級間連接，允許交流信號通過并傳輸?shù)较乱患夒娐范柚怪绷魍ㄟ^。

⑷濾波：

電容器與電感線圈或電阻器按一定方式連接，可以有選擇性地傳輸不同頻率。此類電容器要求有高的頻率穩(wěn)定性和低的損耗因數(shù)。

⑸溫度補償：

電容器用于對其它元件進行溫度補償，從而改善電路的穩(wěn)定性。此種電容器的容量溫度系數(shù)可按標準系列選取。

⑹計時：

電容器與電阻器配合可確定電路的時間常數(shù)。

第三頁，共三十三頁。⑺調(diào)諧：

電容器用于與頻率有關(guān)的電路或系統(tǒng)的調(diào)諧。此種電容器必須有低功率因數(shù)（高Q）和長期的穩(wěn)定。

⑻整流（半導體可控整流電路）

電容器利用存儲的能量，在預(yù)定的時間關(guān)閉半導體開關(guān)元件。

⑼儲能：

電容器利用一較小功率的電源長時間充電，然后在很短時間內(nèi)放電，可得到很大的沖擊功率。一般用于焊接、閃光燈、加熱等裝置中。

⑽微調(diào)：

通過一只小的可變電容器與一只大容量電容器結(jié)合來調(diào)整總?cè)萘俊?/p>

⑾差動：

可變電容器有彼此絕緣的兩組定片與一組公共動片。旋轉(zhuǎn)動片時，其中一組容量增大，而另一組容量減小。此種電容器用于可變電容分壓器、電容電橋、天線耦合等場合。第四頁，共三十三頁。三、電容器的分類：1、按介質(zhì)分類第五頁，共三十三頁。2、按電容量是否可以調(diào)整分類：⑴固定電容器；⑵可變電容器；⑶半可變電容器。3、按用途分類：⑴回路電容器；⑵耦合電容器；⑶旁路電容器；⑷濾波電容器；⑸隔直流電容器；⑹脈沖電容器；⑺功率補償電容器四、電容器表示符號：固定電容器電解電容器可變電容器半可變電容器

第六頁，共三十三頁。五、電容器的性能參數(shù)：1、電容量：當電容器接通電源時，在電容器的兩極上加上了一定的電壓，在兩極上積有數(shù)量相等而符號相反的電荷，兩極間的電壓U越高，極板上聚集的電量Q也就越多，但電壓U和電量Q的比值則保持不變，這個比值稱為電容器的電容量。

QC=—UQ——庫侖；U——伏特；C——法拉

1F=106μF=109nF=1012pF第七頁，共三十三頁。2、電容器的絕緣電阻在電場作用下，由于介質(zhì)中產(chǎn)生位移電流而形成漏電流，漏電流的大小表示介質(zhì)的絕緣性能的好壞。施加電容器上的電壓與漏電流的比值即為電容器的絕緣電阻。dR=ρv——s同一介質(zhì)做成的電容器，電容量增大時其絕緣電阻就會減小，這是因為要增加電容器的電容量就必須增大極板面積s或減小介質(zhì)厚度d，都將使R值隨之減低。所以，對于電容器質(zhì)量的好壞常用絕緣電阻與電容量的乘積來評價，這個乘積稱為電容器的時間常數(shù)τ。τ=R.C.R——兆歐,MΩ；C——微法,μF；τ——秒,S經(jīng)推算可得：τ=8.84×10-14ρvε由此可見，電容器的時間常數(shù)只與介質(zhì)的體積電阻系數(shù)ρv及介電系數(shù)ε有關(guān)，而與電容器的形狀、尺寸無關(guān)。直流電容器對電阻的要求較高。對交流電容器，在舊的IEC及GB標準中，曾有絕緣電阻的要求條款，隨著電容器的發(fā)展，目前電容器介質(zhì)性能越來越高，產(chǎn)品的絕緣電阻遠遠超過實際使用要求。因此，在新的IEC60252及GB3667標準中刪去了對絕緣電阻要求的條款。第八頁，共三十三頁。3、電容器的損耗角正切值tgδ電容器中貯存的功率（無功功率）為Pq=UIC＝UIcosδ電容器的能量損耗（有功功率）：P=UIR=UIsinδP與Pq的比值即為電容器的損耗角正切值：第九頁，共三十三頁。4、電容器的介電強度電容器的介電強度就是它能承受加于兩引出端上的電壓而不致被擊穿（損壞）的能力。它主要取決于介質(zhì)的介電強度和性質(zhì)，此外也與電容器的結(jié)構(gòu)特點、極板面積及散熱情況等因素有關(guān)。由于電容器的擊穿往往是因為介質(zhì)擊穿而引起的，因此，與介質(zhì)擊穿形式相類似，電容器的擊穿形式可分為電擊穿、熱擊穿、老化擊穿。采用相同材料和工藝制成的電容器，其擊穿場強往往也有較大的分散性，這是由于工藝的重復(fù)性和材料的均勻性不良而造成的。對交流電動機電容器而言，電壓應(yīng)盡量不含諧波，以保證當施加于電容器時，總電流不超過對應(yīng)于正弦波電壓值的10%。第十頁，共三十三頁。六、電容器結(jié)構(gòu)電容器主要由以下四部分構(gòu)成：a)電容器芯子，是電容器的主體部分，形成電容器的電容量。b)電容器外殼，是電容器的載體，起保護電容器芯子及電容器安裝固定作用。c)電容器灌封材料，固定及密封電容器芯子。d)電容器引出線，引出電容器兩電極，以此同其它線路的連接。第十一頁，共三十三頁。第十二頁，共三十三頁。CBB65A型電容器結(jié)構(gòu)圖

第十三頁，共三十三頁。CBB65型電容器結(jié)構(gòu)圖第十四頁，共三十三頁。七、金屬化安全膜電容器介紹金屬化安全膜電容器工作原理：金屬化安全膜電容器是普通金屬化有機薄膜電容器的升級產(chǎn)品，目的是進一步提升金屬化有機薄膜電容器的安全性。金屬化有機薄膜電容器具有良好的自愈性，即當電容器介質(zhì)薄膜中存在疵點而發(fā)生介質(zhì)擊穿時，在擊穿點周圍的極薄的金屬化層（0.01-0.02μm）在大電流的作用下蒸發(fā)，使得擊穿點同整體電容器隔離，保證了電容器的正常工作。隨著實踐的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)金屬化有機薄膜在電容器連續(xù)發(fā)生自愈擊穿的過程中，在電弧高溫作用下，自愈點周圍的有機薄膜局部軟化，使電性能急劇下降，甚至使多層介質(zhì)粘接在一起，出現(xiàn)絕緣電阻下降、損耗角正切增加、甚至短路失效影響產(chǎn)品的可靠性，因此，金屬化有機薄膜電容器運行的可靠性與安全性列入到金屬化有機薄膜電容器行業(yè)研究的課題中來。金屬化安全膜是將保障電容器安全所需的保險絲分化為無數(shù)個微型保險絲蒸鍍在金屬化聚丙烯膜的基膜上，每平方米基膜上蒸鍍的微型保險絲一般在二萬個以上。由于保險絲非常微小，因而反應(yīng)非常靈敏，金屬化安全膜在介質(zhì)擊穿發(fā)生自愈時，擊穿點所在極板四周的微型保險絲由于瞬間流過較大電流而動作，使擊穿點所在極板單元與其他極板脫離，能有效地阻止電介質(zhì)弱點在擊穿時對電容器的破壞和蔓延，防止擊穿點因自愈不徹底而進一步惡化，較普通金屬化薄膜電容器而言，減少了電容器的早期失效，同時也有效提升了電容器使用過程中的安全性。第十五頁，共三十三頁。金屬化安全膜電容器介紹第十六頁，共三十三頁。分切

將待分切的聚丙烯光膜卷或金屬化膜卷分切成所需寬度，并適合于卷繞機用的光膜盤或金屬化膜盤。八、電容器工藝過程第十七頁，共三十三頁。卷繞

將金屬化膜卷制成電容器主體部分——電容器芯子。第十八頁，共三十三頁。熱壓（CBB61/CBB65D）

熱壓定型。包裹編帶（CBB61/CBB65D）

掩蔽電容器芯子，確保產(chǎn)品在噴金時芯子兩噴金層不連襟。第十九頁，共三十三頁。噴金

引出電容器兩電極板。第二十頁，共三十三頁。半成品檢測

剔除芯子的薄膜電弱點、剔除噴金接觸不良品、剔除半成品中電性能不合格品。第二十一頁，共三十三頁。焊接裝配

引出電容器兩電極。第二十二頁，共三十三頁。去潮

去除電容器芯子中的潮氣，確保電容器電性能的良好。

灌封(CBB61/CBB60/CBB65D)

密封芯子，形成整體電容器。第二十三頁，共三十三頁。浸漬（CBB65/CBB65A）

排除電容器內(nèi)的空氣及潮氣，在真空下填充浸漬料，以提高其電氣性能。第二十四頁，共三十三頁。清洗、密封檢驗（CBB65/CBB65A）

將已浸漬并已焊封浸漬孔的鋁殼產(chǎn)品上的油漬除去，使產(chǎn)品清潔，并將密封性能不和格的產(chǎn)品剔除。

標志

標識每只電容器的型號、規(guī)格，便于使用；標識流程卡號，便于追溯。

成品測試

剔除電性能、外觀不合格的電容器。第二十五頁，共三十三頁。第二十六頁，共三十三頁。九、交流電動機電容器的選用及應(yīng)用中的幾個問題一）、電容器電容量的選擇1、補償電容1).容量太大a.過補償b.成本過高2).容量太小補償效率較低2、起動電容1).容量太大：起動轉(zhuǎn)矩較大，起動時間較短，但成本上升。2).容量太?。浩饎勇赡軙绊懪R近負載正常工作。3、運轉(zhuǎn)電容過大或過小，均會造成旋轉(zhuǎn)磁場非接近圓形，影響電動機運行性能。二）、額定電壓的選擇額定電壓選擇過高，產(chǎn)品制造成本較高，實際使用電壓較低，存在大馬拉小車的現(xiàn)象。額定電壓選擇過低，保險系數(shù)較小，使用過程易因電壓的波動出現(xiàn)失效產(chǎn)品。第二十七頁，共三十三頁。三）、諧波的危害及預(yù)防

諧波的存在對電容器的危害較大，諧波可能被電容線路進行諧振放大，造成施加在電容器上的總電壓高于電容器的擊穿電壓而導致電容器擊穿失效。

因此在應(yīng)用電容器的場合應(yīng)考慮諧波的影響，對電容器應(yīng)有保護電路，以保證施加于電容器的總電流不超過對應(yīng)于正弦波電壓值的10%。第二十八頁，共三十三頁。四）、密封性試驗密封性試驗是針對密封性試驗溫度下含有液體材料的產(chǎn)品進行的。如密封性試驗溫度下不含有液體材料，則不要求進行密封性試驗，因此對CBB65/CBB65A產(chǎn)品而言須進行密封性試驗，而對CBB65D、CBB60/CBB61型產(chǎn)品則不需做密封性試驗。第二十九頁，共三十三頁。五）、耐久性（壽命）試驗

按照GB3667-1997(idtIEC252：1993)中規(guī)定壽命試驗試品數(shù)為21只，允許有1只電容器不合格，有2只電容器不合格允許進行復(fù)試。從這里可以看出標準中承認電容器中的主要材料聚丙烯這一流程性材料的分散性。這種材料的分散性及生產(chǎn)產(chǎn)品工藝的波動都對產(chǎn)品的壽命有一定的影響。第三十頁，共三十三頁。六）、電容器失效的幾種模式(a)電擊穿：電容器是由兩層電極板中間夾一層介質(zhì)構(gòu)成，介質(zhì)具有一定的抗電強度。當電容器的工作電壓超過電容器本身的耐壓強度時，電容器會出現(xiàn)電擊穿，連續(xù)的電擊穿導致電容器的失效。(b)熱擊穿：電容器使用的介質(zhì)絕緣材料抗電性能一般跟實驗的環(huán)境溫度成反相關(guān)，即介質(zhì)溫度越高，其耐壓強度越低。當電容器外部環(huán)境溫度過高或電容器內(nèi)部出現(xiàn)異常溫升時，導致介質(zhì)材料的抗電性能下降，形成熱擊穿。(c)老化擊穿：電容器使用的是聚丙烯介質(zhì)材料，隨著時間的推移，介質(zhì)薄膜出現(xiàn)老化，抗電性能下降而出現(xiàn)老化擊穿。需要說明的是，以上幾種失效模式歸根結(jié)底是電擊穿，導致電容器基本功能的喪失。第三十一頁，共三十三頁。謝謝上海皓月電氣有限公司第三十二頁，共三十三頁。內(nèi)容梗概各位領(lǐng)導各位專家。Q——庫侖。C——法拉。施加電容器上的電壓與漏電流的比值即為電容器的絕緣電阻。R=ρv——。τ=R.C