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高壓脈沖儲能電容原理

電容儲能是指利用電容器的儲存電能的技術。電容儲能的機理為雙電層電容以及法拉第電容，其主要形式為超級電容儲能，超級電容儲能裝置主要由超級電容組和雙向DC/DC變換器以及相應的控制電路組成。其技術核心在于超級電容器組內部的均壓拓撲和控制策略以及雙向DC/DC變換器的拓撲結構與控制策略。電容儲能已經廣泛應用于電動汽車，風光發電儲能，電力系統中電能質量調節，脈沖電源等。

高壓脈沖儲能電容機理為雙電層電容以及法拉第電容，其主要形式為超級電容儲能，超級電容器是介于傳統電容器與電池之間的一種新型電化學儲能器件，它相比傳統電容器有著更高的能量密度，靜電容量能達千法拉至萬法拉級；相比電池有著更高的功率密度和超長的循環壽命，因此它兼具傳統電容器與電池的優點，是一種應用前景廣闊的化學電源。它主要是利用電極/電解質界面電荷分離所形成的雙電層，或借助電極表面、內部快速的氧化還原反應所產生的法拉第“準電容”來實現電荷和能量的儲存的。因此，超級電容器具有充電速度快、大電流放電性能好、超長的循環壽命、工作溫度寬等特點。超級電容儲能裝置主要由超級電容組和雙向DC/DC變換器以及相應的控制電路組成。

高壓脈沖儲能電容主電路為電壓型、交直交能量轉換方式的變頻器，因整流與逆變電路之間有大容量電容的儲能回路，因電容兩端電壓不能突變的特性，在上電初始階段，電容器件形同“短路”，將形成極大的浪涌充電電流，會對整流模塊很大的電流沖擊而損壞，也會使變頻器供電端連接的空氣斷路器因過流而跳閘。
常規處理方式，是在整流和電容儲能回路之間串入充電了限流電阻和充電接觸器（繼電器），對電容充電過程的控制是這樣的：
變頻器上電，先由充電電阻對電容進行限流充電，抑制了大充電電流，隨著充電過程的延伸，電容上逐漸建立起充電電壓，其電壓幅值達到530V的80%左右時，出現兩種方式的控制過程，一為變頻器的開關電源電路起振，由開關電源的24V輸出直接驅動充電繼電器，或由此繼電器，接通充電接觸器的線圈供電回路，充電接觸器（繼電器）閉合，當充電限流電阻短接，變頻器進入待機工作狀態。電容器上建立一定電壓后，其充電電流幅度大為降低，充電接觸器的閉合/切換電流并不是太大，此后儲能電容回路與逆變電路的供電，由閉合的接觸器觸點供給，充電電阻被接觸器常開觸點所短接。二是隨著電容上充電電壓的建立，開關電源起振工作，CPU檢測到由直流回路電壓檢檢測電路送來電壓幅度信號，判斷儲能電容的充電過程已經完畢，輸出一個充電接觸器動作指令，充電接觸器得電閉合，電容上電充電過程結束。
部分變頻器及大功率變頻器，整流電路常采用三相半控橋的電路方式，即三相整流橋的下三臂為整流二極管，而上三臂采用三只單向可控硅，用可控硅這種“無觸點開關”，代替了充電接觸器。節省了安裝空間，提高了電路的可靠性。

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