Mengapa drive motor memiliki beberapa kapasitor bus dengan kapasitansi bernilai kecil dan bukan kapasitor bus tunggal yang bernilai besar?

Semua pengontrol motor DC, BLDC atau PMSM profesional yang saya lihat ( Sevcon , dll.) Memiliki sejumlah besar kapasitor bus DC yang terhubung secara paralel. Kapasitansi mereka berkisar antara 100 μF - 220 μF. Bukankah sebuah kapasitor tunggal dengan nilai besar, seperti 4700 µF atau 10000 µF, lebih nyaman?

Apakah karena lonjakan arus yang besar setiap kali pengontrol ini terhubung ke baterai atau sumber daya arus tinggi lainnya?

Tentu memiliki kapasitansi yang cukup adalah salah satu parameter. Tetapi kapasitor memiliki resistansi seri yang membatasi berapa banyak arus puncak dapat diambil dari kapasitor. Kapasitor juga memiliki induktansi seri yang membatasi seberapa cepat Anda bisa mendapatkan puncak arus keluar. Memiliki beberapa kapasitor yang lebih kecil secara paralel mengurangi resistansi seri dan induktansi.

Kemampuan arus riak yang lebih tinggi, ESR yang lebih rendah, dan kadang-kadang faktor bentuk yang lebih baik (mis. Lebih pendek) agar pas di tempat yang nyaman di enklosur kemungkinan menjadi alasan.

Lebih luas permukaan kapasitor berarti lebih banyak kemampuan disipasi daya, semua hal lain dianggap sama.

Jawaban lain telah menyebutkan faktor-faktor utama yang menentukan pilihan itu: ESR total lebih rendah, induktansi total lebih rendah, kemampuan penanganan panas yang lebih baik, dll.

Saya akan menambahkan satu aspek lagi yang telah diabaikan: keandalan .

Jika Anda hanya memiliki satu kapasitor besar, setelah gagal, Anda dibiarkan dengan sistem non-kerja. Selain itu, tutup yang lebih besar dapat menyebabkan lebih banyak kerusakan pada komponen di sekitarnya jika gagal secara spektakuler.

Memiliki beberapa topi secara paralel membantu mengurangi efek yang Anda miliki ketika tutup gagal terbuka, karena yang lain masih ada. Anda bahkan dapat merancang sistem dengan mempertimbangkan redundansi, yaitu menambahkan lebih banyak batas daripada batas minimum yang Anda perlukan mengingat kendala lainnya.

Ada juga masalah dengan daya tahan terhadap getaran (ini sangat relevan ketika berhadapan dengan motor besar). Kapasitor tunggal yang besar dapat ditekan secara mekanis lebih berat ketika mengalami getaran. Massa besar tutup dapat beresonansi secara mekanis dan memberikan tekanan yang lebih besar pada terminal atau titik pemasangannya, yang menyebabkan kegagalan mekanis tutup itu sendiri atau PCB yang melekat padanya.

Kapasitor yang lebih kecil, karena mereka memiliki massa lebih sedikit, memiliki lebih sedikit kelembaman, sehingga mereka mengalami dan menyebabkan lebih sedikit tekanan mekanik karena getaran atau guncangan. Karena itu, lebih mudah (dan lebih murah) untuk merancang pelepas ketegangan yang tepat untuk menghindari tekanan mekanis dan guncangan yang menyebabkan masalah.

Kapasitor membantu dalam menyaring dan memisahkan kebisingan. Tetapi setiap nilai kapasitor tunggal hanya baik pada satu frekuensi tertentu. ESR memiliki paling sedikit ESR (kemampuan lebih tinggi untuk mengurangi kebisingan). Menggunakan rentang nilai memberikan kemampuan penyaringan yang baik pada rentang frekuensi yang luas.

Pengurangan Pemanasan karena ESR . Saat arus riak mengalir melalui kapasitor ke sana kemari, ESR menentang aliran arus (mirip dengan resistor). ESR yang lebih tinggi berarti disipasi daya yang lebih tinggi (seperti panas). Ini secara efektif meningkatkan suhu kapasitor. Semakin tinggi temperatur, semakin rendah kapasitansi yang dapat mereka berikan. Karenanya, ESR rendah pada beberapa pita frekuensi adalah salah satu parameter yang diinginkan yang dapat diterima secara efektif dengan menggabungkan beberapa kapasitor dari satu kapasitor bug tunggal.

Ini juga bisa menjadi hal optimisasi produksi. Jika suatu produk sudah menggunakan kapasitor 220uF, menggunakannya bukan 4700uF tambahan mungkin masuk akal (meskipun mengganti satu tutup dengan 20 tampaknya agak ekstrim). Tutup 4700uF kemungkinan melalui lubang, dan jika itu adalah satu-satunya komponen lubang dalam suatu produk, Anda menyimpan seluruh langkah pembuatan jika Anda bisa menghindarinya. Bahkan jika tidak, stok Anda menjadi lebih mudah untuk dikelola karena ada lebih sedikit jenis bagian untuk dipesan, dan Anda mengurangi risiko harus mendesain ulang produk karena model kapasitor keluar dari produksi.

Sebuah kapasitor khusus yang dioptimalkan untuk kebutuhan drive itu mungkin memiliki beberapa kelebihan, jika itu adalah satu-satunya produk yang Anda . Tetapi jika Anda membuat lusinan drive yang berbeda, seperti yang dilakukan semua produsen drive, Anda ingin mengoptimalkan rantai pasokan di seluruh lini produk . Itu berarti standarisasi pada blok bangunan sesedikit mungkin, dan menggunakannya dalam berbagai kombinasi untuk mendapatkan peringkat tegangan dan kapasitansi yang Anda butuhkan.

Model ini membutuhkan dua caps secara paralel, yang lain membutuhkan dua seri, yang lain membutuhkan empat, yang lain membutuhkan dua puluh, tetapi Anda hanya perlu stok satu bagian . Anda mendapatkan skala ekonomis dalam pembelian, kemungkinan lebih rendah kehabisan bagian yang Anda butuhkan, dan biaya persediaan yang lebih rendah secara keseluruhan. Poin bonus jika itu adalah bagian yang sama dengan selusin produsen drive lain gunakan, karena mereka mungkin membangun ukuran frame drive yang persis sama dengan Anda.

Sekarang, jika kita bisa membuat industri magnet daya bekerja dengan cara ini ...

Saya pikir itu adalah pilihan terbaik untuk pabrikan. Lagi pula, berapa pun biaya lebih murah saya pikir akan menjadi pilihan yang lebih disukai untuk itu.