Failure Prevention of Metallized Film Capacitors in Electric Drives

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Tervo, Hermanni
dc.contributor.author Salmi, Esa
dc.date.accessioned 2016-05-12T10:40:27Z
dc.date.available 2016-05-12T10:40:27Z
dc.date.issued 2016-05-09
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/20334
dc.description.abstract The purpose of this thesis is to study failure modes and methods of metallized film capacitors to find a method to prevent hazardous failures of one type of metallized film capacitors used in LCL-filter of an active front end rectifier. Metallized film capacitors are the most used type of capacitors when it comes to AC-filtering of active front end rectifiers. The theoretical background presents basics of electric drives, capacitors with film capacitor failures and capacitor lifetime. The primary objective of this thesis is to find and compare different hardware based methods for failure prevention of metallized film capacitors using literature and patent review, simulation and experimental tests. In this thesis six different methods are presented, from which one is the estimation of capacitance. In this thesis also four different capacitance estimation methods are presented, from which two – LC-resonance method and balanced Maxwell bridge –method – are newly invented methods during this thesis. The found methods are compared using analytical hierarchy process (AHP) as an aid. Two different comparisons are made; one to determine the best capacitance estimation method and the other to compare all the methods against each other. Finally the best method to prevent the hazardous failures of metallized film capacitors is presented. This thesis also presents the necessary further research needs to use capacitance estimation with hazardous failure prevention of parallel connected metallized film capacitors. The criterion for the best method was to ensure under any circumstances, that the metallized film capacitor cannot fail in hazardous manner. Therefore, the pressure disconnection method is selected as the best protection method found during this thesis. en
dc.description.abstract Tämän työn tarkoituksena on tutkia verkkovaihtosuuntaajan LCL-filtterin yhteydessä käytettyjen metallisoitujen filmikondensaattorien vikaantumista sekä kehittää metodi kyseisten kondensaattorien vaarallisen vikaantumisen ehkäisemiseksi. Metallisoidut filmikondensaattorit ovat yleisin käytetty kondensaattorityyppi verkkosuuntaajan LCL-filtterin yhteydessä. Työn teoreettisessa osuudessa käydään läpi perusteet sähkökäytöistä, kondensaattoreista ja filmikondensaattoreiden vikaantumisesta sekä eliniästä. Työn ensisijaisena tavoitteena on löytää ja vertailla kirjallisuus- ja patenttiselvityksen avulla erilaisia laitteistopohjaisia metodeja, joilla metallisoitujen filmikondensaattorien vaarallinen vikaantuminen voidaan ennaltaehkäistä. Työssä esitellään kuusi erilaista metodia, joista yksi on kondensaattorin kapasitanssin estimointi. Työssä on myös esitelty neljä eri metodia kapasitanssin estimoinnille, joista kaksi – LC-resonanssimetodi ja tasapainotettu Maxwellin silta –metodi – ovat työn aikana kehitettyjä ratkaisuja. Työssä löydettyjä metodeja verrattiin keskenään käyttämällä analyyttistä hierarkiaprosessia (AHP) apukeinona. Vertailu tehtiin ensin valitsemalla paras kapasitanssin estimointimetodi, jonka jälkeen kaikkia löydettyjä metodeja verrattiin keskenään. Työn tuloksena esitellään paras metodi metallisoitujen filmikondensaattorien vaarallisen vikaantumisen ehkäisyyn. Työssä myös esitetään tarvittavat jatkotutkimustarpeet, jotta kapasitanssin estimointia voitaisiin käyttää rinnankytkettyjen metallisoitujen filmikondensaattorien vikaehkäisyyn. Parhaan metodin vaatimuksena oli kuitenkin varmuus vikaantumisen estämisestä kaikissa olosuhteissa, joten parhaaksi metodiksi työssä esitetään kondensaattorin sisäisen paineen kasvusta johtuvaa piirin katkaisua. fi
dc.format.extent 7+75
dc.language.iso en en
dc.title Failure Prevention of Metallized Film Capacitors in Electric Drives en
dc.title Metallisoitujen filmikondensaattorien vikaantumisen ehkäiseminen sähkökäyttöjen yhteydessä fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword capacitor en
dc.subject.keyword failure prevention en
dc.subject.keyword electric drives en
dc.subject.keyword LCL-filter en
dc.subject.keyword film capacitor en
dc.subject.keyword metallized film capacitor en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201605122008
dc.programme.major Sähkökäytöt fi
dc.programme.mcode S3016 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Kyyrä, Jorma
dc.programme EST - Elektroniikka ja sähkötekniikka (TS2005) fi
dc.location P1 fi


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account