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一、雙電層電容器4 f; u1 v, s) J- m! g! |" |
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6 o* i# f e8 W* m' O（一）雙電層電容器的工作基本原理
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) o3 D0 @- G' v雙電層電容是在德國物理學(xué)家亥姆霍茲提出的界面雙電層理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型電容。數(shù)字電位器 眾所周知，插入電解質(zhì)溶液中的金屬電極將在金屬電極的表面和液體表面的兩側(cè)上具有過量電荷的相反符號(hào)，從而導(dǎo)致相之間的電勢差。 如果同時(shí)將兩個(gè)電極插入電解質(zhì)溶液中，且在其間施加小于電解質(zhì)溶液分解電壓的電壓，則電解質(zhì)溶液中的正離子和負(fù)離子將通過電場快速地向兩極移動(dòng)，且在兩個(gè)電極的表面上分別形成致密的電荷層，即雙電層， 由雙電層形成的雙電層類似于傳統(tǒng)電容器中電介質(zhì)在電場作用下產(chǎn)生的極化電荷，從而產(chǎn)生電容效應(yīng)，致密的雙電層類似于平板電容器， 但是具有比普通電容器更大的容量，因?yàn)橹旅茈姾蓪娱g隔比普通電容器的電荷層之間的距離小得多。% a: \' x; N0 m
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雙電層電容器與鋁電解電容器技術(shù)相比內(nèi)阻較大，因此，可在無負(fù)載電阻一般情況下可以直接影響充電，如果沒有出現(xiàn)系統(tǒng)過電壓充電的情況，雙電層電容器發(fā)展將會(huì)開路而不致?lián)p壞電子器件，這一重要特點(diǎn)與鋁電解電容器的過電壓擊穿不同。同時(shí)，雙電層電容器與可充電電池企業(yè)相比，可進(jìn)行不限流充電，且充電使用次數(shù)可達(dá)10^6次以上，因此雙電層電容不但需要具有一個(gè)電容的特性，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）同時(shí)也具有中國電池工作特性，是一種方法介于電池和電容數(shù)據(jù)之間的新型國家特殊元器件。
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其基本原理是，當(dāng)電極充電時(shí)，電極在理想極化狀態(tài)下的表面電荷將吸引周圍電解質(zhì)溶液中的雜離子，使這些離子附著在電極表面形成一個(gè)雙電荷層，構(gòu)成一個(gè)雙電荷層電容器。由于兩個(gè)電荷層之間的距離很�。ㄍǔＰ∮�0.5 nm） ，并且由于特殊的電極結(jié)構(gòu)，電極的表面積增加了10,000倍，從而產(chǎn)生了巨大的電容。
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* B7 B: c" J4 D. c* G! }6 C（2）雙電層電容器的特性
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（1）功率密度高
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其功率密度可達(dá)102 ~ 104W/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于蓄電池的功率密度水平。
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/ j# c5 y2 l6 D" @# E（2）循環(huán)壽命長6 t2 x8 k% ^; `. ?: _ {/ u h
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經(jīng)過幾秒鐘50萬至100萬次的高速深度充放電循環(huán)后，雙電層電容器的特性變化不大，容量和內(nèi)阻僅下降10％ ~ 20％。
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（3）工作溫限寬3 l/ l( N) _3 `5 {% G
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由于在低溫環(huán)境狀態(tài)下進(jìn)行雙層電容器中離子的吸附和脫附速度發(fā)展變化影響不大，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）因此其容量不斷變化遠(yuǎn)小于蓄電池。商業(yè)化雙層電容器的工作過程中溫度控制范圍一般可達(dá)-40℃～+80℃。3 [: k3 x4 B2 b" J0 w0 f
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智能電容器與普通電容器的區(qū)別
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7 m$ U2 ?3 M( n$ c$ p9 s6 y' b1 \& J智能電容器相比中國傳統(tǒng)電容器，有以下我們幾個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：
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1.模塊化結(jié)構(gòu)智能電容器是一種體積小、現(xiàn)場接線簡單、維護(hù)方便的模塊化結(jié)構(gòu)。無功補(bǔ)償系統(tǒng)的擴(kuò)展只能通過增加模塊的數(shù)量來實(shí)現(xiàn)。' b# S: O t3 }& y$ i M- t
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2.高品質(zhì)電容器可以采用自愈式低壓補(bǔ)償電容器，電容器內(nèi)置溫度控制傳感器，反映一個(gè)電容器系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)發(fā)熱嚴(yán)重程度，實(shí)現(xiàn)過溫保護(hù)。
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3.嵌入投切開關(guān)模塊智能電容器內(nèi)置投切開關(guān)模塊。投切開關(guān)模塊由晶閘管、磁保持繼電器、過零觸發(fā)導(dǎo)通電路和晶閘管保護(hù)電路構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)電容器“零投切”，保障投切過程無涌流沖擊，無操作過電壓。開關(guān)模塊動(dòng)作響應(yīng)速度快，可頻繁操作。
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四個(gè)。完善的保護(hù)設(shè)計(jì)智能電容器具有斷電保護(hù)、短路保護(hù)、電壓相損保護(hù)、電容器過溫保護(hù)等功能，有效保證了電容器的安全，延長了設(shè)備的使用壽命。, O- v! _( q- f5 }4 v
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* T" e! |+ F' a! ^0 T: @! p7 O3 R% e& O5.先進(jìn)的控制技術(shù)控制的物理量為無功功率，采用無功潮流預(yù)測和延時(shí)多點(diǎn)采樣技術(shù)，保證投切無振蕩。在重負(fù)載下，無功功率得到充分補(bǔ)償。
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6.防投切振蕩培養(yǎng)技術(shù)可以采用自己獨(dú)特的設(shè)計(jì)工作原理，防止系統(tǒng)控制器死機(jī)而產(chǎn)生的不補(bǔ)償或過補(bǔ)償進(jìn)行現(xiàn)場，防止電容器投切振蕩。2 o, b. D- Z' f% E$ O5 [1 n
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7. 自動(dòng)補(bǔ)償無功功率智能電容器根據(jù)負(fù)載的無功功率自動(dòng)開關(guān)，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功功率，提高電能質(zhì)量。 智能電容器可以作為一個(gè)單元使用，也可以作為多個(gè)單元使用。' \! {8 g' g7 y& Z: R) `- |9 n
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8.人機(jī)界面友好，顯示電流、電壓、無功等設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。顯示開關(guān)狀態(tài)，復(fù)合開關(guān)模塊故障狀態(tài)，通信狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)調(diào)試/工作狀態(tài)切換和手動(dòng)/自動(dòng)操作功能方便。- f7 P' j( E- _2 Z
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