ทำไมไดรฟ์มอเตอร์มีตัวเก็บประจุบัสหลายตัวที่มีค่าความจุน้อยแทนที่จะเป็นตัวเก็บประจุบัสเดียวที่มีค่ามาก

คอนโทรลเลอร์ DC, BLDC หรือPMSMมืออาชีพทั้งหมดที่ฉันได้เห็น ( Sevconฯลฯ ) มีตัวเก็บประจุบัสบัส DC จำนวนมากเชื่อมต่อแบบขนาน ความสามารถของมันอยู่ที่ประมาณ 100 µF - 220 µF จะไม่เป็นตัวเก็บประจุตัวเดียวที่มีค่ามากเช่น 4700 µF หรือ 10,000 µF จะสะดวกกว่าไหม?

เป็นเพราะกระแสไฟกระชากขนาดใหญ่เมื่อใดก็ตามที่คอนโทรลเลอร์เหล่านี้เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่หรือแหล่งพลังงานสูงในปัจจุบันอื่น ๆ ?

แน่นอนว่ามีความจุเพียงพอเป็นหนึ่งพารามิเตอร์ แต่ตัวเก็บประจุมีความต้านทานแบบอนุกรมซึ่ง จำกัด กระแสสูงสุดที่สามารถดึงได้จากตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุยังมีการเหนี่ยวนำอนุกรมซึ่ง จำกัด ความเร็วที่คุณจะได้รับกระแสสูงสุด การมีตัวเก็บประจุขนาดเล็กหลายตัวพร้อมกันจะช่วยลดความต้านทานและการเหนี่ยวนำ

ความสามารถในการกระเพื่อมของกระแสไฟที่สูงขึ้น, ESR ที่ลดลงและบางครั้งอาจใช้ form factor ที่ดีกว่า (เช่นสั้นกว่า) เพื่อให้พอดีกับจุดที่สะดวกในตู้

พื้นที่ผิวของตัวเก็บประจุมากขึ้นหมายถึงความสามารถในการกระจายพลังงานที่มากขึ้นทุกสิ่งเท่าเทียมกัน

คำตอบอื่น ๆ ได้กล่าวถึงปัจจัยหลักที่กำหนดทางเลือกนั้น: ESR รวมที่ต่ำกว่า, การเหนี่ยวนำรวมที่ต่ำกว่า, ความสามารถในการจัดการความร้อนที่ดีขึ้น ฯลฯ

ฉันจะเพิ่มหนึ่งในด้านอื่น ๆ อีกมากมายที่ได้รับการละเลย: ความน่าเชื่อถือ

หากคุณมีตัวเก็บประจุขนาดใหญ่เพียงตัวเดียวเมื่อเกิดข้อผิดพลาดคุณจะเหลือระบบที่ไม่ทำงาน ยิ่งไปกว่านั้นฝาปิดที่ใหญ่กว่าสามารถสร้างความเสียหายให้กับชิ้นส่วนใกล้เคียงได้มากขึ้นถ้ามันล้มเหลวอย่างน่าทึ่ง

การมีตัวพิมพ์ใหญ่หลายตัวพร้อมกันจะช่วยลดผลกระทบที่คุณมีเมื่อฝาเปิดไม่เปิดเนื่องจากตัวอื่น ๆ จะยังอยู่ที่นั่น คุณสามารถออกแบบระบบด้วยความซ้ำซ้อนในใจคือการเพิ่มตัวพิมพ์ใหญ่กว่าจำนวนขั้นต่ำที่คุณต้องได้รับจากข้อ จำกัด อื่น ๆ

นอกจากนี้ยังมีปัญหาเรื่องความทนทานต่อการสั่นสะเทือน (มีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องรับมือกับมอเตอร์ขนาดใหญ่) ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ตัวเดียวสามารถรับแรงทางกลไกได้มากขึ้นเมื่ออยู่ภายใต้การสั่นสะเทือน มวลขนาดใหญ่ของฝาปิดสามารถสะท้อนกลับในเชิงกลไกและออกแรงความเครียดที่มากขึ้นบนขั้วหรือจุดยึดของมันซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวเชิงกลของฝาครอบตัวเองหรือ PCB ที่ติดอยู่

ตัวเก็บประจุที่มีขนาดเล็กลงเนื่องจากมีมวลน้อยกว่าจึงมีความเฉื่อยน้อยลงดังนั้นพวกมันจึงมีประสบการณ์และก่อให้เกิดความเครียดเชิงกลน้อยลงเนื่องจากการสั่นสะเทือนหรือแรงกระแทก ดังนั้นจึงเป็นเรื่องง่ายขึ้น (และถูกกว่า) ในการออกแบบบรรเทาความเครียดที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงความเครียดเชิงกลและแรงกระแทกที่ก่อให้เกิดปัญหา

ตัวเก็บประจุช่วยในการกรองและลดเสียงรบกวน แต่ค่าตัวเก็บประจุแต่ละค่านั้นดีที่ความถี่หนึ่งเท่านั้น มันมี ESR น้อยที่สุด (ความสามารถที่สูงขึ้นในการลดเสียงรบกวน) การใช้ช่วงของค่าช่วยให้สามารถกรองได้ดีในช่วงความถี่กว้าง

การลดความร้อนเนื่องจาก ESR ในขณะที่กระแสระลอกไหลผ่านตัวเก็บประจุไปๆมาๆ ESR จะต่อต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า (คล้ายกับตัวต้านทาน) ESR ที่สูงขึ้นหมายถึงการกระจายพลังงานที่สูงขึ้น สิ่งนี้จะเพิ่มอุณหภูมิของตัวเก็บประจุอย่างมีประสิทธิภาพ อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้ความจุที่เก็บประจุลดลง ดังนั้น ESR ที่ต่ำกว่าหลายย่านความถี่จึงเป็นพารามิเตอร์หนึ่งที่ต้องการซึ่งสามารถรับได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการรวมตัวเก็บประจุหลายตัวเข้าด้วยกันมากกว่าตัวเก็บประจุแบบตัวเดียว

นอกจากนี้ยังอาจจะเป็นสิ่งที่การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต หากผลิตภัณฑ์ใช้ตัวเก็บประจุ 220uF อยู่แล้วการใช้พวกมันแทนการเพิ่มตัวเก็บประจุ 4700 ยูเอฟอาจเข้าท่าได้ ฝาปิดขนาด 4700 ยูเอฟมีแนวโน้มว่าจะผ่านรูและหากเป็นส่วนประกอบรูเดียวในผลิตภัณฑ์คุณสามารถบันทึกขั้นตอนการผลิตทั้งหมดหากคุณสามารถหลีกเลี่ยงได้ แม้ว่ามันจะไม่ใช่สต็อกของคุณก็จะง่ายต่อการจัดการเพราะมีชิ้นส่วนน้อยที่จะสั่งซื้อและคุณลดความเสี่ยงในการออกแบบผลิตภัณฑ์เนื่องจากตัวเก็บประจุแบบนั้นหมดการผลิต

ตัวเก็บประจุแบบกำหนดเองเดี่ยวที่ได้รับการปรับให้เหมาะกับความต้องการของไดรฟ์นั้นอาจมีข้อได้เปรียบบางอย่างหากเป็นผลิตภัณฑ์เดียวที่คุณกำลังสร้าง แต่ถ้าคุณสร้างไดรฟ์ที่แตกต่างกันหลายสิบไดรฟ์ตามที่ผู้ผลิตไดรฟ์ทำคุณต้องการเพิ่มประสิทธิภาพของซัพพลายเชนสายผลิตภัณฑ์ทั้งหมด นั่นหมายถึงการสร้างมาตรฐานในหน่วยการสร้างน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และใช้พวกมันในชุดค่าผสมต่าง ๆ เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าและค่าความจุที่คุณต้องการ

รุ่นนี้ต้องการสองแคปในแบบคู่ขนานอีกแบบต้องการสองในซีรีย์อีกแบบหนึ่งต้องการสี่อีกอันต้องการอีกยี่สิบ แต่คุณยังคงต้องสต็อกเพียงส่วนเดียวเท่านั้น คุณจะได้รับการประหยัดจากขนาดในการจัดซื้อลดโอกาสในการหมดของชิ้นส่วนที่คุณต้องการและลดค่าใช้จ่ายในการปล่อยสินค้าโดยรวม คะแนนโบนัสหากเป็นส่วนเดียวกันกับผู้ผลิตไดรฟ์รายอื่นที่กำลังใช้งานอยู่เนื่องจากพวกเขาอาจสร้างขนาดเฟรมไดรฟ์เหมือนกันทุกประการ

ทีนี้ถ้าเราสามารถทำให้อุตสาหกรรมพลังงานดึงดูดให้ทำงานแบบนี้ ...

ฉันคิดว่ามันเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับผู้ผลิต ท้ายที่สุดแล้วฉันคิดว่ามันจะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า