ฟิล์มเมทัลไลซ์กับประเภทฟอยล์: การเปรียบเทียบทางเทคนิคของตัวเก็บประจุกรอง DC สำหรับการใช้งานแหล่งจ่ายไฟ

1. บทนำ: ผู้พิทักษ์แห่งความเงียบของระบบไฟฟ้ากระแสตรง

ในโลกของอิเล็กทรอนิกส์กำลัง คุณภาพของไฟฟ้ากระแสตรงจะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของทุกสิ่ง ตั้งแต่ระบบขับเคลื่อนทางอุตสาหกรรมและระบบฉุดลากไปจนถึงอินเวอร์เตอร์พลังงานหมุนเวียนและโรงงานอิเล็กโทรลิซิส เอาท์พุต DC แบบ Raw จากวงจรเรียงกระแสประกอบด้วยการกระเพื่อมของกระแสสลับที่ตกค้าง แรงดันไฟกระชาก และการรบกวนชั่วคราว หากไม่มีการกรอง DC ที่ปนเปื้อนนี้อาจทำให้อุปกรณ์ทำงานผิดปกติ เกิดความร้อนสูงเกินไป และทำงานล้มเหลวก่อนเวลาอันควร

ตัวเก็บประจุตัวกรอง DC เป็นตัวป้องกันเสียงที่อยู่ระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขดิบและโหลดที่ละเอียดอ่อน มันทำให้ระลอกคลื่นเรียบขึ้น ดูดซับแรงดันไฟกระชาก และกักเก็บพลังงานสำหรับโหลดชั่วคราว ในบรรดาเทคโนโลยีตัวเก็บประจุต่างๆ ที่มีสำหรับการกรอง DC ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเคลือบโลหะได้กลายเป็นตัวเลือกที่โดดเด่นสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงและมีความน่าเชื่อถือสูง

บทความนี้จะให้การเปรียบเทียบทางเทคนิคที่ครอบคลุมของตัวเก็บประจุกรอง DC โดยเน้นที่ฟิล์มเคลือบโลหะกับโครงสร้างประเภทฟอยล์แบบดั้งเดิม เราจะตรวจสอบวัสดุอิเล็กทริก คุณสมบัติการรักษาตัวเอง การจัดการความร้อน การกำหนดค่าการติดตั้ง และคุณสมบัติการป้องกัน สำหรับวิศวกรและผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อ คู่มือนี้ใช้อ้างอิงในการเลือกตัวเก็บประจุตัวกรอง DC ที่เหมาะสมสำหรับระดับแรงดันไฟฟ้า ข้อกำหนดกระแสไฟ และสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน

2. การกำหนดตัวเก็บประจุตัวกรอง DC

ตัวเก็บประจุตัวกรอง DC เป็นส่วนประกอบทางไฟฟ้าที่เชื่อมต่อผ่านเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟ DC เพื่อลดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและกำจัดส่วนประกอบ AC ที่ไม่ต้องการ ตัวเก็บประจุทำหน้าที่เป็นตัวกักเก็บ โดยชาร์จเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นและคายประจุเมื่อแรงดันไฟฟ้าตก ดังนั้นจึงรักษาแรงดันเอาต์พุตให้คงที่มากขึ้น

การสร้างตัวเก็บประจุตัวกรอง DC สมัยใหม่เริ่มต้นด้วยวัสดุอิเล็กทริก ตัวเก็บประจุคุณภาพสูงใช้ฟิล์มโพลีโพรพีลีนที่เคลือบด้วยโลหะเป็นอิเล็กทริก โพรพิลีนมีการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำ ความต้านทานฉนวนสูง และความจุคงที่เหนืออุณหภูมิ ฟิล์มมีความบางมาก โดยทั่วไปจะมีขนาด 3 ถึง 12 ไมโครเมตร ทำให้มีค่าความจุสูงในปริมาณที่กะทัดรัด

กระบวนการเคลือบโลหะจะใช้ชั้นโลหะขนาดเล็กมาก ซึ่งมักจะเป็นอะลูมิเนียมหรือโลหะผสมสังกะสีอลูมิเนียม กับพื้นผิวฟิล์ม ชั้นที่เป็นโลหะนี้ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดตัวเก็บประจุ การผสมผสานระหว่างฟิล์มและการเคลือบโลหะทำให้เกิดโครงสร้างการรักษาตัวเองที่ทำให้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเคลือบโลหะแตกต่างจากฟอยล์แบบดั้งเดิม

ขดลวดตัวเก็บประจุประกอบด้วยฟิล์มเคลือบโลหะหลายชั้นที่พันเป็นทรงกระบอกหรือแบน จากนั้นการม้วนจะต้องผ่านกระบวนการทำให้แห้งและการทำให้ชุ่มด้วยสุญญากาศ การทำแห้งแบบสุญญากาศจะขจัดความชื้นและอากาศออกจากระหว่างชั้นฟิล์ม การชุบด้วยน้ำมันที่เป็นฉนวน เช่น น้ำมันเรพซีดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ช่วยเติมเต็มช่องว่างที่เหลืออยู่ ปรับปรุงความเป็นฉนวนและการถ่ายเทความร้อน

การม้วนที่เสร็จแล้วจะอยู่ในปลอก โดยทั่วไปจะเป็นอะลูมิเนียมหรือสแตนเลส เคสมีให้เลือกทั้งแบบ live case หรือแบบ dead case แบบแยกส่วน ขั้วต่อมักเป็นทองแดง สวิตช์แรงดันช่วยป้องกันแรงดันเกินในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดภายใน

สำหรับการใช้งานกรอง DC ตัวเก็บประจุเหล่านี้มีจำหน่ายสำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1800 โวลต์ DC และค่าความจุสูงถึง 10,000 ไมโครฟารัด มีทั้งรุ่นระบายความร้อนด้วยน้ำและระบายความร้อนด้วยอากาศ โดยต้องใช้ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำเพื่อให้ได้พลังงานที่มีความหนาแน่นสูงสุด

3. การเปรียบเทียบที่หนึ่ง: ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเมทัลไลซ์กับตัวเก็บประจุแบบฟอยล์

ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเคลือบโลหะและแบบฟอยล์นั้นอยู่ที่โครงสร้างอิเล็กโทรด ความแตกต่างนี้ขับเคลื่อนความสามารถในการรักษาตนเอง การจัดการกระแสไฟ และโหมดความล้มเหลว

ในตัวเก็บประจุชนิดฟอยล์ อิเล็กโทรดอะลูมิเนียมฟอยล์ที่แยกจากกันจะถูกแทรกเข้ากับฟิล์มอิเล็กทริก ฟอยล์มีความหนา โดยทั่วไปคือ 5 ถึง 10 ไมโครเมตร และมีความต้านทานต่ำมาก โครงสร้างนี้สามารถรองรับกระแสสูงสุดที่สูงมากได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อเกิดการพังทลายของอิเล็กทริกในตัวเก็บประจุแบบฟอยล์ ฟอลต์จะทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรถาวร ตัวเก็บประจุล้มเหลวอย่างร้ายแรง โดยมักจะนำอุปกรณ์รอบข้างไปด้วย

ในตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเคลือบโลหะ อิเล็กโทรดคือชั้นโลหะบางเฉียบจนแทบมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าที่ใช้กับพื้นผิวฟิล์มโดยตรง เมื่อเกิดการพังทลายของอิเล็กทริก กระแสไฟฟ้าฟอลต์สูงจะทำให้การเคลือบโลหะรอบจุดฟอลต์กลายเป็นไอ โลหะที่ระเหยกลายเป็นไอจะพัดออกไปจากบริเวณนั้น ทำให้เกิดช่องว่างฉนวนเล็กน้อย ตัวเก็บประจุจะรักษาตัวเองและทำงานต่อไปโดยสูญเสียความจุเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

ตารางด้านล่างเปรียบเทียบตัวเก็บประจุกรอง DC ชนิดฟิล์มเคลือบและฟอยล์ระหว่างพารามิเตอร์หลัก

สำหรับการใช้งานตัวกรองกระแสตรงซึ่งมีแรงดันไฟกระชากและภาวะชั่วครู่เป็นเรื่องปกติ คุณสมบัติการรักษาตัวเองของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเคลือบโลหะถือเป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจน ตัวเก็บประจุสามารถทนต่อเหตุการณ์พังทลายเล็กๆ น้อยๆ นับพันครั้งตลอดอายุการใช้งาน โดยแต่ละครั้งจะซ่อมแซมตัวเองโดยไม่รบกวนการทำงานของระบบ

4. กลไกการรักษาตนเองโดยละเอียด

คุณสมบัติการรักษาตัวเองของตัวเก็บประจุกรอง DC แบบฟิล์มเคลือบโลหะถือเป็นหนึ่งในคุณลักษณะที่มีค่าที่สุด การทำความเข้าใจกลไกนี้อธิบายได้ว่าทำไมตัวเก็บประจุเหล่านี้จึงครองการใช้งานที่มีความน่าเชื่อถือสูง

การพังทลายของอิเล็กทริกเกิดขึ้นเมื่อความเค้นแรงดันไฟฟ้าทั่วฟิล์มเกินความแรงของอิเล็กทริก สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากข้อบกพร่องในการผลิต แรงดันไฟฟ้าพุ่งสูง หรือการเสื่อมสภาพของฟิล์มอย่างค่อยเป็นค่อยไป ที่จุดพังทลาย ช่องทางนำไฟฟ้าขนาดเล็กจะก่อตัวผ่านฟิล์ม กระแสไหลผ่านช่องนี้ ทำให้เกิดความร้อนเฉพาะจุดที่รุนแรง

เนื่องจากอิเล็กโทรดที่เคลือบโลหะมีความหนาเพียงไม่กี่สิบนาโนเมตร ความร้อนจากกระแสไฟสลายจึงทำให้โลหะรอบๆ จุดฟอลต์กลายเป็นไออย่างรวดเร็ว โลหะที่ระเหยกลายเป็นไอจะขยายตัวและปลิวออกไปจากบริเวณนั้น ภายในไมโครวินาที เส้นทางสื่อกระแสไฟฟ้าจะถูกขัดจังหวะ การเคลือบโลหะโดยรอบยังคงสภาพเดิม และตัวเก็บประจุยังคงทำงานต่อไป

พลังงานที่จำเป็นสำหรับการรักษาตนเองมีน้อยมาก กระบวนการบำบัดแต่ละครั้งจะใช้พื้นที่เคลือบโลหะเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งโดยทั่วไปจะน้อยกว่าหนึ่งตารางมิลลิเมตร การสูญเสียความจุต่อเหตุการณ์ไม่มีนัยสำคัญ ตามลำดับส่วนต่อล้าน ตัวเก็บประจุที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีสามารถทนต่อเหตุการณ์การรักษาตัวเองได้นับพันหรือนับหมื่นตลอดอายุการใช้งาน

น้ำมันเคลือบมีบทบาทสำคัญในการรักษาตนเอง น้ำมันทำให้จุดฟอลต์เย็นลงอย่างรวดเร็ว ป้องกันไม่ให้การสลายกระจายไปยังชั้นฟิล์มที่อยู่ติดกัน น้ำมันยังให้สภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน ช่วยป้องกันการเผาไหม้ ตัวเก็บประจุกรอง DC คุณภาพใช้น้ำมันฉนวนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เช่น น้ำมันเรพซีด ซึ่งไม่เป็นพิษและย่อยสลายได้

สำหรับผู้ออกแบบระบบ การรักษาตัวเองหมายความว่าตัวเก็บประจุตัวกรอง DC ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนทันทีหลังจากแรงดันไฟฟ้าพุ่งสูงขึ้น ตัวเก็บประจุอาจทำงานต่อไปได้อีกหลายปี โดยความจุจะลดลงทีละน้อยเท่านั้น การตรวจสอบความจุเป็นระยะสามารถคาดการณ์การสิ้นสุดอายุการใช้งานได้ ทำให้สามารถวางแผนการเปลี่ยนแทนการปิดเครื่องฉุกเฉินได้

5. กระบวนการทำให้มีขึ้นและความสำคัญ

กระบวนการทำให้ชุ่มเป็นหนึ่งในขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการผลิตตัวเก็บประจุกรอง DC คุณภาพสูง การเคลือบอย่างเหมาะสมส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้า การจัดการความร้อน และอายุการใช้งาน

ก่อนที่จะทำให้มีการเคลือบ ขดลวดตัวเก็บประจุจะต้องแห้งอย่างทั่วถึง กระบวนการอบแห้งแบบสุญญากาศจะวางขดลวดไว้ในห้องสุญญากาศและใช้ความร้อน ความชื้นที่ติดอยู่ระหว่างชั้นฟิล์มจะระเหยและถูกกำจัดออกโดยปั๊มสุญญากาศ ระดับสุญญากาศจะต้องถึงสองสามปาสคาลหรือต่ำกว่า และการอบแห้งอาจใช้เวลาหลายชั่วโมงสำหรับตัวเก็บประจุขนาดเล็กไปจนถึงหลายสิบชั่วโมงสำหรับหน่วยขนาดใหญ่

เมื่อการอบแห้งเสร็จสิ้นแล้ว ให้ใส่น้ำมันสำหรับเคลือบในขณะที่ขดลวดยังอยู่ภายใต้สุญญากาศ น้ำมันแทรกซึมทุกช่องว่างภายในขดลวด โดยแทนที่ก๊าซที่เหลืออยู่ จากนั้นสุญญากาศจะถูกปล่อยออกมา และอาจใช้แรงดันเพื่อให้แน่ใจว่ามีความอิ่มตัวโดยสมบูรณ์

น้ำมันเคลือบทำหน้าที่ได้หลายอย่าง มันเติมเต็มช่องว่างที่อาจมีอากาศอยู่ ซึ่งมีความเป็นฉนวนต่ำกว่าและสามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ภายใต้ความเครียดแรงดันไฟฟ้า ช่วยเพิ่มการนำความร้อน โดยนำความร้อนจากภายในของขดลวดไปยังตัวท่อ เป็นฉนวนไฟฟ้าระหว่างชั้น และสนับสนุนกระบวนการบำบัดด้วยตนเองโดยการทำให้จุดบกพร่องเย็นลงและไม่รวมออกซิเจน

ตัวเก็บประจุกรอง DC คุณภาพใช้น้ำมันฉนวนที่มีความบริสุทธิ์สูงที่ผ่านการกรองและทำให้แห้งก่อนใช้งาน น้ำมันเรพซีดเป็นทางเลือกทั่วไปสำหรับการออกแบบที่คำนึงถึงสิ่งแวดล้อม เนื่องจากไม่เป็นพิษและย่อยสลายได้ทางชีวภาพ อาจรวมสารเติมแต่งเช่นสารต้านอนุมูลอิสระเพื่อยืดอายุน้ำมัน

การชุบไม่ดีทำให้เกิดช่องว่างภายในขดลวด ช่องว่างเหล่านี้คือบริเวณที่มีการคายประจุบางส่วน โดยที่อากาศจะแตกตัวเป็นไอออนภายใต้ความเครียดจากแรงดันไฟฟ้า การคายประจุบางส่วนจะค่อยๆ กัดกร่อนฟิล์มอิเล็กทริก ทำให้เกิดความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร การทำแห้งแบบสุญญากาศและการทำให้ชุ่มไม่ใช่ขั้นตอนเสริม สิ่งเหล่านี้จำเป็นสำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้

6. การให้คะแนนแรงดันไฟฟ้าและค่าความจุ

ตัวเก็บประจุตัวกรอง DC มีจำหน่ายในช่วงพิกัดแรงดันไฟฟ้าและความจุเพื่อให้เหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกัน การทำความเข้าใจการให้คะแนนเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกที่เหมาะสม

อัตราแรงดันไฟฟ้าระบุแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงต่อเนื่องสูงสุดที่สามารถใช้ได้ พิกัดมาตรฐานสำหรับตัวเก็บประจุตัวกรอง DC ขยายได้ถึง 1800 โวลต์ DC สำหรับระบบแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า สามารถเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรมได้ แม้ว่าจำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าก็ตาม

ค่าความจุจะกำหนดจำนวนการปรับให้เรียบของระลอกคลื่นที่ให้ไว้ สำหรับกระแสและความถี่ของโหลดที่กำหนด ความจุไฟฟ้าที่มากขึ้นจะทำให้เกิดแรงดันริปเปิลที่ต่ำกว่า ตัวเก็บประจุกรอง DC สำหรับงานอุตสาหกรรมมีจำหน่ายด้วยความจุสูงถึง 10,000 ไมโครฟารัดในยูนิตเดียว สำหรับความต้องการความจุที่สูงขึ้น สามารถเชื่อมต่อตัวเก็บประจุหลายตัวแบบขนานได้

ตารางด้านล่างแสดงการรวมแรงดันไฟฟ้าและความจุทั่วไปสำหรับการใช้งานตัวกรอง DC ทั่วไป

โดยทั่วไปความทนทานต่อความจุไฟฟ้าจะอยู่ที่ลบ 5 ถึงบวก 10 เปอร์เซ็นต์ของค่าพิกัด การสูญเสียแทนเจนต์หรือแทนเดลต้า ซึ่งวัดที่ 20°C ควรต่ำกว่า 0.0012 สำหรับตัวเก็บประจุตัวกรอง DC ที่มีคุณภาพ แทนเจนต์การสูญเสียที่สูงขึ้นบ่งบอกถึงความร้อนภายในที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพที่ลดลง

เมื่อคุณเลือกก ตัวเก็บประจุกรองกระแสตรง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพิกัดแรงดันไฟฟ้าเกินแรงดันไฟฟ้าใช้งานสูงสุดที่คาดไว้ด้วยระยะขอบที่เหมาะสม โดยทั่วไปคือ 10 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์

7. วิธีการทำความเย็น: ระบายความร้อนด้วยน้ำ กับ ระบายความร้อนด้วยอากาศ

ตัวเก็บประจุตัวกรองกระแสตรงจะสร้างความร้อนจากการสูญเสียอิเล็กทริกและความต้านทานอนุกรมที่เทียบเท่ากัน การระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับอายุการใช้งานที่ยาวนาน ทางเลือกระหว่างระบายความร้อนด้วยน้ำและระบายความร้อนด้วยอากาศขึ้นอยู่กับระดับพลังงานและสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง

ตัวเก็บประจุระบายความร้อนด้วยอากาศอาศัยการพาความร้อนตามธรรมชาติหรือการบังคับอากาศจากพัดลม เคสคาปาซิเตอร์ได้รับการออกแบบให้มีพื้นผิวเรียบหรือแบบครีบเพื่อเพิ่มการถ่ายเทความร้อนไปยังอากาศโดยรอบได้สูงสุด การระบายความร้อนด้วยอากาศทำได้ง่าย ไม่ต้องใช้อุปกรณ์เสริม และเหมาะสำหรับการใช้งานที่ใช้พลังงานต่ำ อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการทำความเย็นถูกจำกัดโดยอุณหภูมิอากาศโดยรอบและอัตราการไหลของอากาศ

ตัวเก็บประจุระบายความร้อนด้วยน้ำรวมระบบท่อระบายความร้อนภายในตัวเก็บประจุ น้ำไหลผ่านท่อดูดซับความร้อนโดยตรงจากขดลวด จากนั้นน้ำจะพาความร้อนไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนภายนอกหรือหอทำความเย็น การระบายความร้อนด้วยน้ำมีประสิทธิภาพมากกว่าการระบายความร้อนด้วยอากาศอย่างมาก ช่วยให้มีความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นและการทำงานที่เสถียรในอุณหภูมิแวดล้อมที่สูง

สำหรับตัวเก็บประจุแบบระบายความร้อนด้วยน้ำ น้ำหล่อเย็นจะต้องสะอาดและบำบัด ต้องใช้น้ำอ่อนที่ไม่มีสิ่งเจือปน ค่า pH ควรอยู่ระหว่าง 6 ถึง 9 แนะนำให้ใช้น้ำปราศจากไอออนเพื่อป้องกันตะกรันแร่ภายในท่อทำความเย็น อัตราการไหลควรอยู่ที่อย่างน้อย 6 ลิตรต่อนาทีต่อตัวเก็บประจุ โดยมีอุณหภูมิน้ำเข้าสูงสุด 30°C และอุณหภูมิทางออกสูงสุด 45°C

สำหรับไดรฟ์อุตสาหกรรมกำลังสูง ระบบฉุดลาก และอินเวอร์เตอร์พลังงานหมุนเวียนที่ทำงานด้วยพลังงานต่อเนื่องสูง การระบายความร้อนด้วยน้ำเป็นตัวเลือกที่ต้องการ

8. รูปแบบการติดตั้งและการออกแบบเครื่องกล

ตัวเก็บประจุกรองกระแสตรงเป็นส่วนประกอบที่สำคัญ ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่อาจมีน้ำหนักตั้งแต่ 20 กิโลกรัมขึ้นไป การติดตั้งที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความสมบูรณ์ทางกลและความปลอดภัยทางไฟฟ้า

การติดตั้งในแนวนอนจะทำให้ตัวเก็บประจุมีแกนยาวขนานกับพื้นผิวการติดตั้ง การกำหนดค่านี้พบได้ทั่วไปในตู้อุปกรณ์ซึ่งมีพื้นที่แนวตั้งจำกัด ควรรองรับตัวเก็บประจุไว้ตลอดความยาว ไม่ใช่แค่ส่วนปลายเท่านั้น ส่วนรองรับอานหรือแท่นวางช่วยป้องกันการหย่อนคล้อยและความเครียดที่ขั้วต่อ

การติดตั้งในแนวตั้งจะทำให้ตัวเก็บประจุตั้งตรง โดยมีขั้วต่ออยู่ที่ด้านบน การวางแนวนี้เป็นที่นิยมสำหรับตัวเก็บประจุแบบระบายความร้อนด้วยน้ำ เนื่องจากฟองอากาศใดๆ ในน้ำหล่อเย็นจะลอยขึ้นตามธรรมชาติไปด้านบนและออก โดยทั่วไปแล้วการติดตั้งในแนวตั้งจะทำให้พื้นที่วางอุปกรณ์มีขนาดเล็กลง

วัสดุปลอกหุ้มส่งผลต่อความแข็งแรงทางกล เคสอะลูมิเนียมที่มีตู้ไซด์บอร์ดหนา 2 มม. และฝาครอบและฐานมีความหนา 3 มม. ช่วยให้โครงสร้างมีความสมบูรณ์ดี ตัวเรือนสเตนเลสสตีลมีน้ำหนักมากกว่าแต่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่า สำหรับวัสดุทั้งสอง ขดลวดและตัวเรือนที่ชุบไว้จะสร้างโครงสร้างที่เป็นหนึ่งเดียวที่ต้านทานการสั่นสะเทือนและการกระแทก

โดยทั่วไปวัสดุปลายขั้วจะเป็นทองแดง เนื่องจากมีการนำไฟฟ้าสูงและทนทานต่อการกัดกร่อน ขั้วต่อจะต้องมีขนาดสำหรับกระแสไฟที่คาดหวัง การเชื่อมต่อขั้วต่อที่หลวมทำให้เกิดความร้อนและอาจนำไปสู่ความล้มเหลวได้ บิดฮาร์ดแวร์เทอร์มินัลให้ตรงตามข้อกำหนดของผู้ผลิตเสมอ

สำหรับการใช้งานที่มีการสั่นสะเทือนอย่างมาก เช่น ระบบฉุดลากหรืออุปกรณ์เคลื่อนที่ อาจจำเป็นต้องมีการยึดเชิงกลเพิ่มเติม ควรยึดตัวเก็บประจุหรือยึดไว้เพื่อป้องกันการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างตัวเก็บประจุและโครงสร้างการติดตั้ง

9. คุณสมบัติการป้องกัน: สวิตช์ความดันและแรงดันไฟฟ้าเกิน

ตัวเก็บประจุตัวกรองกระแสตรงมีคุณสมบัติการป้องกันที่ตรวจจับข้อผิดพลาดภายในและตัดไฟก่อนที่จะเกิดความล้มเหลวร้ายแรง คุณสมบัติเหล่านี้จำเป็นต่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของระบบ

สวิตช์ความดันเป็นอุปกรณ์ป้องกันที่พบบ่อยที่สุด ตัวเก็บประจุถูกปิดผนึกและเต็มไปด้วยน้ำมันฉนวน ภายใต้การทำงานปกติ แรงดันภายในจะต่ำ หากส่วนโค้งภายในหรือการสลายตัวของอิเล็กทริกเกิดขึ้น ข้อผิดพลาดจะทำให้น้ำมันและวัสดุอิเล็กทริกกลายเป็นไอ ทำให้เกิดแรงดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว สวิตช์ความดันตรวจจับการเพิ่มขึ้นนี้และส่งสัญญาณเพื่อเปิดเซอร์กิตเบรกเกอร์หรือคอนแทคเตอร์ เพื่อถอดพลังงานออกจากตัวเก็บประจุ

โดยทั่วไปสวิตช์ความดันจะเป็นหน้าสัมผัสแบบปิดตามปกติซึ่งจะเปิดเมื่อแรงดันเกินเกณฑ์ สวิตช์ควรเชื่อมต่อกับรีเลย์ป้องกันที่ทำงานเร็วซึ่งทำงานภายในมิลลิวินาที สวิตช์แรงดันสำรองหรือสวิตช์ที่มีหน้าสัมผัสสองชุดช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือ

การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินก็มีความสำคัญเช่นกัน ตัวเก็บประจุกรองกระแสตรงได้รับการออกแบบมาเพื่อการทำงานต่อเนื่องที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ยอมรับแรงดันไฟฟ้าเกินระยะสั้นสูงสุด 1.1 เท่าเป็นเวลาน้อยกว่า 4 ชั่วโมงภายในระยะเวลา 24 ชั่วโมง แรงดันไฟฟ้าเกินที่นานขึ้นหรือสูงกว่าจะทำให้เกิดความเครียดกับอิเล็กทริกและอาจทำให้เกิดความล้มเหลวได้

การออกแบบระบบมีการป้องกันกระแสเกิน ตัวเก็บประจุไม่ควรเห็นกระแสต่อเนื่องเกิน 1.3 เท่าของกระแสที่กำหนด รวมถึงปริมาณฮาร์มอนิกด้วย กระแสไฟเกินในระยะสั้นสูงถึง 1.5 เท่าของกระแสไฟที่กำหนดในเวลาน้อยกว่า 1 นาทีเป็นสิ่งที่ยอมรับได้ ฟิวส์หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่มีขนาดเหมาะสมสำหรับตัวเก็บประจุจะป้องกันกระแสไฟเกินอย่างต่อเนื่อง

สำหรับผู้ออกแบบระบบ คุณลักษณะการป้องกันเหล่านี้ควรรวมเข้ากับแผนการควบคุมโดยรวม สวิตช์ความดันควรเชื่อมต่อกับอินพุตเฉพาะบนรีเลย์ป้องกันหรือตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ การสูญเสียการไหลของน้ำหล่อเย็นควรกระตุ้นให้เกิดคำเตือนหรือการปิดเครื่อง

10. ข้อมูลจำเพาะด้านสิ่งแวดล้อมและการเก็บรักษา

ตัวเก็บประจุตัวกรองกระแสตรงได้รับการออกแบบมาเพื่อการทำงานในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม การทำความเข้าใจข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้

ช่วงอุณหภูมิแวดล้อมในการทำงานโดยทั่วไปคือลบ 20°C ถึงบวก 50°C ภายในช่วงนี้ ตัวเก็บประจุจะรักษาข้อกำหนดทางไฟฟ้าไว้ การทำงานนอกช่วงนี้ต้องมีการลดพิกัดหรือการออกแบบพิเศษ ที่อุณหภูมิต่ำ น้ำมันฉนวนจะมีความหนืดมากขึ้น ซึ่งอาจส่งผลต่อการฟื้นตัวและการระบายความร้อนด้วยตนเอง ที่อุณหภูมิสูง การสูญเสียอิเล็กทริกจะเพิ่มขึ้น และอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุจะลดลง

ความชื้นและการปนเปื้อนก็เป็นปัจจัยเช่นกัน โครงสร้างตัวเก็บประจุแบบปิดผนึกช่วยปกป้องขดลวดภายในจากความชื้นและฝุ่น อย่างไรก็ตาม ขั้วต่อและการเชื่อมต่อสามารถสึกกร่อนได้ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือรุนแรงทางเคมี สำหรับสภาวะดังกล่าว แนะนำให้ใช้ปลอกสแตนเลสและเปลือกขั้วต่อแบบปิดผนึก

เมื่อไม่ใช้งาน ควรเก็บตัวเก็บประจุไว้ในที่แห้งและสะอาด ช่วงอุณหภูมิการเก็บรักษาที่แนะนำคือลบ 40°C ถึงบวก 85°C หลีกเลี่ยงการเก็บตัวเก็บประจุในบริเวณที่มีการควบแน่น ฝุ่น หรือไอระเหยที่มีฤทธิ์กัดกร่อน สำหรับการจัดเก็บระยะยาวมากกว่าหนึ่งปี ให้ปรับตัวเก็บประจุใหม่โดยการใช้แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแสก่อนที่จะกลับมาใช้งานอีกครั้ง

สำหรับตัวเก็บประจุแบบระบายความร้อนด้วยน้ำ ระบบระบายความร้อนจะต้องได้รับการปกป้องจากการแช่แข็งระหว่างการเก็บรักษา หากอุณหภูมิโดยรอบอาจลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ให้ระบายน้ำหล่อเย็นออกหรือเติมสารป้องกันการแข็งตัว น้ำที่แข็งตัวภายในท่อทำความเย็นอาจทำให้ท่อแตก ทำลายตัวเก็บประจุ

ระดับความสูงส่งผลต่อความเย็น ตัวเก็บประจุระบายความร้อนด้วยอากาศอาศัยความหนาแน่นของอากาศในการถ่ายเทความร้อน ที่ระดับความสูงมากกว่า 1,000 เมตร ความหนาแน่นของอากาศที่ลดลงจะทำให้ความสามารถในการทำความเย็นลดลง อาจจำเป็นต้องลดพิกัดหรือบังคับการระบายความร้อนด้วยอากาศ ตัวเก็บประจุแบบระบายความร้อนด้วยน้ำจะไม่ได้รับผลกระทบจากระดับความสูง เนื่องจากน้ำหล่อเย็นจะพาความร้อนโดยไม่คำนึงถึงความหนาแน่นของอากาศ

11. การทดสอบและการประกันคุณภาพ

ตัวเก็บประจุกรองกระแสตรงคุณภาพผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวดก่อนออกจากโรงงาน การทดสอบเหล่านี้จะตรวจสอบประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ความสมบูรณ์ทางกล และความปลอดภัย

การทดสอบการปิดผนึกเป็นการยืนยันว่าปลอกตัวเก็บประจุได้รับการปิดผนึกอย่างเหมาะสม ไม่ควรตรวจพบการรั่วไหลของน้ำมันหรือน้ำ การทดสอบการปิดผนึกท่อทำความเย็นจะตรวจสอบว่าวงจรการหล่อเย็นของน้ำไม่มีการรั่วไหล

การทดสอบแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วต่อจะใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ 1.5 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดเป็นเวลา 10 วินาที การทดสอบนี้เป็นการยืนยันความเป็นฉนวนของฟิล์มและการชุบ การทดสอบแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วต่อและเปลือกใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ 2 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดหรือขั้นต่ำ 2 กิโลโวลต์เป็นเวลา 1 นาที แล้วแต่จำนวนใดจะสูงกว่า การทดสอบนี้จะตรวจสอบความเป็นฉนวนระหว่างส่วนประกอบที่ทำงานอยู่และปลอกที่ต่อสายดิน

การทดสอบความจุจะวัดค่าความจุจริง ค่าที่วัดได้ต้องอยู่ภายในลบ 5 เปอร์เซ็นต์ถึงบวก 10 เปอร์เซ็นต์ของค่าที่กำหนด การทดสอบการสูญเสียแทนเจนต์จะวัดการสูญเสียอิเล็กทริก สำหรับตัวเก็บประจุกรองกระแสตรงที่มีคุณภาพที่อุณหภูมิ 20°C ค่าสูญเสียแทนเจนต์ควรต่ำกว่า 0.0012

การทดสอบแรงดันไฟเกินและกระแสไฟเกินจะตรวจสอบความสามารถของตัวเก็บประจุในการทนต่อความผิดปกติในระยะสั้น แรงดันไฟฟ้าเกินในระยะยาวที่น้อยกว่า 1.1 เท่าที่กำหนดเป็นเวลาน้อยกว่า 4 ชั่วโมงใน 24 ชั่วโมงไม่ควรทำให้เกิดความเสียหาย กระแสไฟเกินในระยะยาวที่พิกัดน้อยกว่า 1.3 เท่าควรจะยั่งยืน กระแสไฟเกินระยะสั้นที่น้อยกว่า 1.5 เท่า เป็นเวลาน้อยกว่า 1 นาที ก็ควรจะเป็นแบบยั่งยืนเช่นกัน

สำหรับผู้ผลิตที่มีใบรับรอง ISO9001 และ CE การทดสอบเหล่านี้จะดำเนินการอย่างเป็นระบบในแต่ละหน่วยการผลิต ห้องปฏิบัติการทดสอบอิสระอาจทำการทดสอบตัวอย่างเพื่อตรวจสอบการปฏิบัติตามมาตรฐาน เช่น GB/T 17702 และ IEC 61071

12. ตัวอย่างการสมัครและแนวทางการคัดเลือก

ตัวเก็บประจุตัวกรองกระแสตรงถูกนำมาใช้ในการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์กำลังที่หลากหลาย แต่ละการใช้งานมีความต้องการตัวเก็บประจุที่แตกต่างกัน

ในไดรฟ์กระแสตรงทางอุตสาหกรรม ตัวเก็บประจุตัวกรองจะทำให้เอาท์พุตของวงจรเรียงกระแสสามเฟสที่ป้อนอินเวอร์เตอร์ขับเคลื่อนมอเตอร์มีความราบรื่น ตัวเก็บประจุจะต้องจัดการกับกระแสกระเพื่อมต่อเนื่องที่ความถี่ของวงจรเรียงกระแส ซึ่งโดยทั่วไปคือ 300 หรือ 360 เฮิรตซ์ พิกัดแรงดันไฟฟ้าอยู่ระหว่าง 400 ถึง 800 โวลต์ DC ค่าความจุตั้งแต่ 500 ถึง 2,000 ไมโครฟารัดเป็นเรื่องปกติ การระบายความร้อนด้วยอากาศมักจะเพียงพอสำหรับไดรฟ์ที่มีกำลังสูงถึง 100 กิโลวัตต์ อาจจำเป็นต้องมีการระบายความร้อนด้วยน้ำสำหรับยูนิตขนาดใหญ่

ในระบบฉุดสำหรับรถไฟ รถราง และรถโดยสารไฟฟ้า ตัวเก็บประจุกรอง DC จะอยู่บนจุดเชื่อมต่อ DC ระหว่างเส้นเหนือศีรษะหรือรางที่สามกับอินเวอร์เตอร์ฉุด โดยทั่วไปแรงดันไฟฟ้าจะอยู่ที่ 600 ถึง 1500 โวลต์ DC ตัวเก็บประจุจะต้องทนทานต่อการสั่นสะเทือน การกระแทก และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในวงกว้าง การระบายความร้อนด้วยน้ำเป็นเรื่องปกติเนื่องจากมีระดับพลังงานที่สูง ซึ่งมักจะสูงถึงหลายร้อยกิโลวัตต์หรือเมกะวัตต์

ในอินเวอร์เตอร์พลังงานหมุนเวียนสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์และลม ตัวเก็บประจุตัวกรอง DC จะทำให้เอาท์พุตตัวแปรของแผงโซลาร์เซลล์หรือเครื่องกำเนิดลมแบบเรียงกระแสมีความราบรื่น ตัวเก็บประจุต้องมีอายุการใช้งานยาวนาน โดยทั่วไปคือ 20 ปีขึ้นไป และต้องทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาวะกลางแจ้ง อุณหภูมิโดยรอบอาจสูง และการทำความเย็นอาจทำได้โดยการพาความร้อนตามธรรมชาติหรือลมบังคับ ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเคลือบโลหะที่ซ่อมแซมตัวเองมีความจำเป็นสำหรับการใช้งานนี้เนื่องจากความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานที่ยาวนาน

ในแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูงสำหรับอิเล็กโทรลิซิส การชุบ หรือเครื่องตกตะกอนด้วยไฟฟ้าสถิต ตัวเก็บประจุตัวกรองกระแสตรงจะต้องรองรับแรงดันไฟฟ้าได้สูงถึง 1800 โวลต์ กระแสริปเปิลอาจมีนัยสำคัญ และตัวเก็บประจุอาจถูกวงจรแรงดันไฟฟ้าบ่อยครั้ง มักต้องใช้การระบายความร้อนด้วยน้ำเนื่องจากระดับพลังงานที่เกี่ยวข้อง

เมื่อเลือกตัวเก็บประจุตัวกรอง DC ให้พิจารณาปัจจัยต่อไปนี้ แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงต่อเนื่องสูงสุด กระแสกระเพื่อมสูงสุดและความถี่ของมัน ความจุที่จำเป็นสำหรับแรงดันไฟฟ้าระลอกที่ต้องการ อุณหภูมิโดยรอบและความเย็นที่มีอยู่ อายุการใช้งานที่ต้องการในเวลาทำการ พื้นที่ทางกายภาพสำหรับการติดตั้ง คุณสมบัติการป้องกันที่จำเป็น เช่น สวิตช์แรงดัน

ด้วยการประเมินปัจจัยเหล่านี้อย่างเป็นระบบโดยเทียบกับข้อกำหนดทางเทคนิคที่ให้ไว้ในบทความนี้ วิศวกรจะสามารถเลือกตัวเก็บประจุกรองกระแสตรงที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานเฉพาะของตนได้

5 คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

คำถามที่ 1: อะไรคือข้อดีของตัวเก็บประจุกรอง DC แบบฟิล์มเคลือบโลหะที่รักษาตัวเองได้ดีกว่าตัวเก็บประจุแบบฟอยล์แบบเดิม?
ตอบ: คุณสมบัติการรักษาตัวเองช่วยให้ตัวเก็บประจุสามารถอยู่รอดจากเหตุการณ์พังทลายของอิเล็กทริกได้ เมื่อเกิดการพังทลาย การเคลือบโลหะรอบๆ จุดฟอลต์จะระเหยกลายเป็นไอ ทำให้เกิดช่องว่างที่เป็นฉนวน ตัวเก็บประจุยังคงทำงานต่อไปโดยมีการสูญเสียความจุเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ตัวเก็บประจุชนิดฟอยล์ขาดการรักษาตัวเอง การพังทลายทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรถาวร ทำให้เกิดความล้มเหลวอย่างรุนแรง สำหรับการกรองกระแสตรงซึ่งมีแรงดันไฟกระชากอยู่ทั่วไป ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเคลือบโลหะที่ซ่อมแซมตัวเองได้จะให้ความน่าเชื่อถือที่สูงกว่าอย่างมาก

คำถามที่ 2: คุณภาพน้ำหล่อเย็นและอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นที่แนะนำสำหรับตัวเก็บประจุกรอง DC แบบระบายความร้อนด้วยน้ำคือเท่าใด
ตอบ: น้ำหล่อเย็นควรเป็นน้ำอ่อนที่ไม่มีสิ่งเจือปน โดยมีค่า pH อยู่ระหว่าง 6 ถึง 9 แนะนำให้ใช้น้ำปราศจากไอออนเพื่อป้องกันตะกรันแร่ภายในท่อทำความเย็น อัตราการไหลขั้นต่ำคือ 6 ลิตรต่อนาทีต่อตัวเก็บประจุ อุณหภูมิน้ำเข้าสูงสุดคือ 30°C และอุณหภูมิน้ำทางออกสูงสุดคือ 45°C ระบบทำความเย็นควรเป็นแบบวงปิดด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนหรือหอทำความเย็น แนะนำให้ตรวจสอบคุณภาพน้ำเป็นประจำ

คำถามที่ 3: กระบวนการชุบสูญญากาศส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุอย่างไร
ตอบ: การทำแห้งแบบสุญญากาศจะขจัดความชื้นและอากาศออกจากขดลวดของตัวเก็บประจุ การทำให้ชุ่มจะเติมช่องว่างด้วยน้ำมันฉนวน การเคลือบที่เหมาะสมจะช่วยปรับปรุงความเป็นฉนวนไฟฟ้า ลดการคายประจุบางส่วน เพิ่มการนำความร้อนเพื่อการระบายความร้อนที่ดีขึ้น รองรับกระบวนการซ่อมแซมตัวเอง และป้องกันการกัดกร่อน การชุบที่ไม่ดีจะทำให้เกิดช่องว่างซึ่งการคายประจุบางส่วนกัดกร่อนอิเล็กทริก ทำให้เกิดความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร ตัวเก็บประจุคุณภาพผ่านการทำให้แห้งและการทำให้แห้งด้วยสุญญากาศอย่างเข้มงวด

คำถามที่ 4: พิกัดแรงดันไฟฟ้าและความจุสำหรับตัวเก็บประจุกรองกระแสตรงมีเท่าใด
ตอบ: ตัวเก็บประจุกรอง DC มีจำหน่ายโดยมีพิกัดแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1800 โวลต์ DC และค่าความจุสูงถึง 10,000 ไมโครฟารัดในยูนิตเดียว โดยทั่วไปความทนทานต่อความจุไฟฟ้าจะอยู่ที่ลบ 5 ถึงบวก 10 เปอร์เซ็นต์ สำหรับความต้องการแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น สามารถเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรมกับตัวต้านทานปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าได้ สำหรับความต้องการความจุที่สูงขึ้น สามารถเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนานได้

คำถามที่ 5: ตัวเก็บประจุกรอง DC ควรมีคุณสมบัติการป้องกันอะไรบ้าง
ตอบ: สวิตช์แรงดันเป็นคุณสมบัติการป้องกันที่สำคัญที่สุด โดยจะตรวจจับแรงดันภายในที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งเกิดจากการอาร์คหรือการพังทลาย และส่งสัญญาณให้ระบบตัดไฟ การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินในการออกแบบระบบควรจำกัดแรงดันไฟฟ้าต่อเนื่องให้ไม่เกินพิกัด 1.1 เท่า การป้องกันกระแสเกินควรจำกัดกระแสต่อเนื่องไม่เกิน 1.3 เท่า แนะนำให้สูญเสียการตรวจจับการไหลของน้ำหล่อเย็นสำหรับการติดตั้งระบายความร้อนด้วยน้ำ

อ้างอิง

1. คณะกรรมาธิการไฟฟ้าเทคนิคระหว่างประเทศ (2554) IEC 61071 ตัวเก็บประจุไฟฟ้าสำหรับการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์กำลัง
2. การบริหารมาตรฐานจีน (2017) GB/T 17702 ตัวเก็บประจุกำลังสำหรับการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์กำลัง
3. Jiande Antai พาวเวอร์ตัวเก็บประจุ บจก. (2024) กระบวนการผลิตตัวเก็บประจุตัวกรอง DC และการควบคุมคุณภาพ
4. สมาคมมาตรฐาน IEEE (2559) มาตรฐาน IEEE 18 สำหรับตัวเก็บประจุแบบ Shunt Power
5. Jiande Antai พาวเวอร์ตัวเก็บประจุ บจก. (2024) ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของการทำให้แห้งและการทำให้ชุ่มด้วยสุญญากาศ
6. องค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (2558). ระบบการจัดการคุณภาพ ISO 9001
7. คณะกรรมาธิการยุโรปว่าด้วยมาตรฐานทางเทคนิคไฟฟ้า (2018) TS EN 61071 ตัวเก็บประจุไฟฟ้าสำหรับการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์กำลัง
8. Jiande Antai พาวเวอร์ตัวเก็บประจุ บจก. (2024) ข้อกำหนดของระบบน้ำหล่อเย็นสำหรับตัวเก็บประจุตัวกรอง DC
9. สถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกัน (2020). คู่มือ ANSI/IEEE 1036 สำหรับการใช้งานตัวเก็บประจุแบบ Shunt Power
10. Jiande Antai พาวเวอร์ตัวเก็บประจุ บจก. (2024) แนวทางการทดสอบและการเก็บรักษาสิ่งแวดล้อมสำหรับตัวเก็บประจุไฟฟ้า