Автореферат (Исследование работоспособности сегнетокерамических конденсаторов при повышенных электрических нагрузках), страница 4

Полученызависимости среднего срока службы для исследуемых типов конденсаторов от напряженияв диапазоне 20 – 700 с для коэффициента перегрузки kп = (2 – 11) относительно Uном и частот100 Гц, 400 Гц и 1 кГц;2)Разработаны методики исследования нелинейных электрофизическиххарактеристик сегнетокерамических конденсаторов в широком диапазоне частот 0.1 Гц – 5МГц, температур 20 – 300 °С и напряжений 0 – 120 В.

Получены температурно-частотныехарактеристики сегнетокерамических конденсаторов в диапазоне частот 0.1 Гц – 5 МГц итемпературно-полевые характеристики сегнетокерамических конденсаторов в диапазоненапряженностей поля до 20 кВ/мм при температурах 20 – 300 ℃. Обнаружена спадающаяполевая зависимость фактора потерь, пропорциональная E-2 при температурах до 240 ℃, иее последующий степенной рост;3)Разработаны методики изучения удельной проводимости сегнетоэлектрика икратковременной электрической прочности конденсаторов на постоянном напряжении и ихтемпературных зависимостей в диапазоне температур от 20 до 300 ℃.

Полученытемпературные зависимости удельной проводимости сегнетокерамических конденсаторов,обнаружено два участка проводимости, рассчитаны энергии активации. Анализ полученныхзависимостей выявилсуществованиемеханизмарезкого роста потерь ввысокотемпературной области, который обусловлен термоактивационным характеромудельной проводимости сегнетоэлектрика. Установлено, что функции распределенияэлектрической прочности для всех конденсаторов подчиняются нормальному закону.Установлено, что средняя электрическая прочность конденсаторов X7R и Y5V линейноспадает с температурой, а Z5U и Н50 – меняется незначительно;4)Создан испытательный стенд, позволяющий изучать работоспособностьсегнетокерамических конденсаторов при напряжениях до 600 В и частотах от 45 Гц до 1 кГцдля различных форм напряжения. Обнаружено, что срок службы исследуемыхконденсаторов описывается степенным законом вида τсл ~ A·U-n с характерными значениямиn = 1 – 2, а kп обратно пропорционален частоте напряжения.

Определен механизм отказасегнетокерамических конденсаторов в исследованных режимах – тепловой пробой,обусловленный термоактивационным характером удельной проводимости и ее полевойзависимостью в области высоких температур. Получены зависимости эффективныхпараметров исследуемых конденсаторов от напряженности электрического поля и отвеличины перегрева поверхности конденсатора. Обнаружено, что конденсаторы типа X7Rобладают максимальным kп относительно рабочей напряженности электрического поля;5)Предложена и теоретически обоснована математическая модель емкости,нелинейно зависящей от напряжения.

Получены точные аналитические решения для зарядаразряда нелинейной емкости, подтвержденные экспериментально, выражения для заряда изапасаемой энергии электрического поля конденсатора с нелинейной зависимостьюемкости. Предложена и обоснована методика определения зависимости емкости отнапряжения с помощью импульсного разряда испытуемого конденсатора.15ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ1.Плотников, А.

П. Экспериментальное исследование и анализ процессов заряда–разряданелинейных керамических конденсаторов / А. П. Плотников, О. А. Емельянов // Научно-техническиеведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. – 2016. – №. 2 (243). – С. 80-87. (рекомендованоВАК)2.Emelyanov, O. Ferroelectric capacitors in pulsed modes: Experimental study and analyticalcalculations / O.

Emelyanov, A. Plotnikov // IEEE 1st International Conference on Dielectrics. – 2016. – Vol.2. – P. 893-896. (рекомендовано ВАК, индексируется в Scopus и Web of Science)3.Emel’yanov, O. A. Determining the Dependence of the Capacitance of Ferro-Ceramic Capacitors onVoltage by the Pulse Discharge Method / O. A. Emel’yanov, A. P. Plotnikov // Measurement Techniques. –2017. – Vol. 60. – I. 9.

– P. 922-927. (рекомендовано ВАК, индексируется в Scopus и Web of Science)4.Belko, V. Current pulse polarity effect on metalized film capacitors failure / V. Belko, D. Glivenko, O.Emelyanov, I. Ivanov, A. Plotnikov // IEEE Transactions on Plasma Science. – 2017. – Vol. 45, No.6. – P. 10201025. (рекомендовано ВАК, индексируется в Scopus и Web of Science)5.Belko, V. Influence of current overload mode on metal-film capacitor parameters / V. Belko, O.Emelyanov, I.

Ivanov, A. Plotnikov // IEEE 58th International Scientific Conference on Power and ElectricalEngineering of Riga Technical University (RTUCON). – 2017. P. 1-5. (рекомендовано ВАК, индексируетсяв Scopus и Web of Science)6.Plotnikov, A. Performance of BaTiO3-based multilayer ceramic capacitors under high AC loads / A.Plotnikov, O. Emelyanov, V. Belko // IEEE 2nd International Conference on Dielectrics. – 2018.

P. 1-4.(рекомендовано ВАК, индексируется в Scopus и Web of Science)7.Плотников, А.П. Исследование импульсной электрической прочности современных чипконденсаторов: I. Основные экспериментальные результаты / А. П. Плотников, О. А. Емельянов, В.О. Белько, Р. А.

Курьяков // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерныенауки. – 2018. № 1. – С. 50–59. (рекомендовано ВАК)8.Belko, V. Performance of Metal-Film Capacitors in Current Overload Mode / V. Belko, O. Emelyanov,I. Ivanov, A. Plotnikov, D. Glivenko // IEEE 2nd International Conference on Dielectrics. – 2018. P.

1-4.(рекомендовано ВАК, индексируется в Scopus и Web of Science)9.Feklistov, E. G. Study of frequency-and temperature-dependent electric conductivity ofpolypropylene-carbon black nanocomposites / E. G. Feklistov, A. P. Plotnikov, E. S. Tsobkallo // IEEEConference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering. – 2017. – P.

1148-1151.(рекомендовано ВАК, индексируется в Scopus и Web of Science)10.Плотников, А. П. Изучение динамических и энергетических характеристик дугового разряда всубмиллиметровых промежутках / А. П. Плотников, В. О. Белько // Сборник XLI Неделя науки СПбГПУ: Ч.II. – СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та, 2012.

С. 68 – 69.11.Плотников, А. П. Экспериментальное изучение вольт-амперной характеристики дугового разряда всубмиллиметровых промежутках / А. П. Плотников, В. О. Белько // Сборник XLII Неделя науки СПбГПУ: Ч.1. – СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та, 2014. С. 26 – 28.12.Плотников, А. П. Изучение процесса инициации микродуговых разрядов при самовосстановлении вметаллопленочных конденсаторах / А. П. Плотников // Сборник XLIII Неделя науки СПбПУ: ИЭиТС СПбПУ.Ч.1. – СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та, 2015. – 272 с.13.Плотников, А.

П. Изучение характеристик современных керамических конденсаторов с нелинейнымдиэлектриком / А. П. Плотников, О. А. Емельянов // Сборник XLIV Неделя науки СПбПУ: материалынаучного форума с международным участием. Институт энергетики и транспортных систем. Часть 2. – СПб.:Изд-во Политехн. Ун-та, 2015. – 250 с.14.Плотников, А. П.

Изучение энергоэффективности современных керамических конденсаторов снелинейным диэлектриком / А. П. Плотников, О. А. Емельянов // Сборник XLIV Неделя науки СПбПУ:материалы научного форума с международным участием. Лучшие доклады.

– СПб.: Изд-во Политехн. Унта, 2016. – 408 с.15.Феклистов, Е. Г. Экспериментальное исследование механизма электропроводности композиционныхматериалов на основе полипропиленовой матрицы и углеродных наполнителей / Е. Г. Феклистов, Е. С.Цобкалло, А. П. Плотников // Неделя науки СПбПУ: материалы научной конференции с международнымучастием. Институт энергетики и транспортных систем. Ч.

2. – СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та, 2016. – 216 с.16.