用薄膜电容器替代铝电解电容器的分析与实践

5 试验与试验结果

以下是三个薄膜电容器替代铝电解电容器的替换实验。

（1）试验1

一个15kW变频器正常采用应用3900µF/400V铝电解电容器2个串联，等效电容量为1950µF。采用EACO的SHD系列DC-Link单面金属化聚丙烯薄膜电容器替代铝电解电容器，可以是300µF/700V 2个并联的电容量替换比率30.7%，或者采用250µF/700V 2个并联，替换比率25.6%。满功率条件下运行的测试结果列于表2。

表2 EACO薄膜电容器替代铝电解电容器测试结果

从表2的结果可以看到，采用低电容量替换比例后满载时的峰-峰值电压明显增加甚至高于空载电压的13.3%（76V）的理想状态的无滤波电容器时整流输出电压的峰-峰值。在设计变频器控制策略时需要考虑这个电压变化对输出的影响。

在表2中还可以看到，随着滤波电容器电容量的降低，输出电压平均值有所上升，这与常规滤波电容器的电容量越大输出电压平均值越高的概念不同。其原因可能是由于随着滤波电容器电容量的降低，整流器的导通角增加，使电流脉冲在电网内阻的电压降减少的结果；而输出电压峰-峰值高于电阻性负载的理想输出电压峰-峰值的原因可能是由于交流电网寄生电感所致。

（2）试验2

更进一步的替换实例为30kW变频器一般采用3300µF/400V 铝电解电容器2串2并。采用250µF/700V的EACO的SHD系列单面金属聚丙烯薄膜电容器2个并联替换原铝电解电容器组，电容量的替换比率为27%。长期运行温升仅仅2℃，电机运行正常，无异常现象。

（3）试验3

第三个替换试验是用薄膜电容器替代660V交流输入电压变频器中的铝电解电容器。由于手头没有660V感应电机，负载只能采用电阻箱替代感应电机。其测试结果列于表3。

表3 EACO薄膜电容器替代铝电解电容器测试结果

7  结论

采用大比率电容量替换率的DC-Link聚丙烯薄膜电容器替换铝电解电容器在性能上可以满足变频器"滤波"电容器的要求。如果这时的聚丙烯薄膜电容器的价格不高于铝电解电容器组，则这种替代方案在经济效益相同的条件下，性能上完成可以满足要求。

采用聚丙烯薄膜电容器替代铝电解电容器后，由于聚丙烯薄膜电容器基本上不存在寿命限制问题，避免了高可靠应用时变频器定期替换铝电解电容器的麻烦和成本的提高。