Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Herausforderung im Antriebssystem

In modernen elektrischen Gabelstaplern führen häufige Start-Stopp-Vorgänge und abrupte Lastwechsel zu hohen Hochfrequenz-Ripple-Strömen. Diese Ströme belasten die Zwischenkreiskondensatoren im Motorantrieb stark. Herkömmliche Aluminium-Elektrolytkondensatoren mit hohem ESR erzeugen dadurch übermäßige Wärmeverluste, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer, Kapazitätsabnahme und in Extremfällen zu Ausfällen von Leistungshalbleitern (z. B. MOSFETs) führt.

Analyse der Verlustursachen

Der ESR-Wert (Equivalent Series Resistance) bestimmt wesentlich die Wärmeentwicklung im Kondensator. Ein zu hoher ESR verursacht:

• Hohe Eigenerwärmung bei großen Ripple-Strömen
• Elektrolyt-Verdampfung und Druckanstieg im Gehäuse
• Kapazitätsverlust und ESR-Anstieg im Langzeitbetrieb
• Instabile Zwischenkreisspannung und mögliche System-Resets

Diese Effekte treten besonders in Hochfrequenz-Umrichtern und Traktionssystemen elektrischer Fahrzeuge auf.

Technische Lösung: YMIN LKE-Serie

Die LKE-Serie von YMIN Electronics Co., Ltd. wurde speziell für Hochfrequenz- und Hochstrom-Anwendungen wie Motorsteuerungen in elektrischen Staplern entwickelt.

Konstruktive Merkmale:

• Ultra-niedriger ESR: Durch optimierte Elektrolyt-Zusammensetzung und vergrößerte Elektrodenoberfläche sinkt der ESR um mehr als 30 %.
• Hohe Ripple-Strom-Toleranz: Verbesserte thermische Stabilität ermöglicht 30 – 50 % höhere Strombelastbarkeit.
• Schnelle Transientenantwort: Niedriger Innenwiderstand reduziert Spannungsschwankungen bei Lastsprüngen.
• Langlebigkeit: Bis 10 000 h bei 105 °C gemäß Lebensdauertest nach IEC-Norm.

Ergebnisse aus Vergleichstests

Im Praxis-Test an einem elektrischen Stapler-Inverter zeigte sich:

• Reduzierter Temperaturanstieg des Kondensators um > 20 °C
• Verringerung der Bus-Ripple-Spannung um ≈ 40 %
• Keine Ausfälle nach 10 000 h Volllast-Test

Damit wird die elektrische Stabilität verbessert und die Lebensdauer der gesamten Antriebseinheit verlängert.

Empfohlene Typen

Typische Ausführungen der LKE-Serie für Traktionsanwendungen:

• 63 V / 470 µF
• 100 V / 470 µF

Sie eignen sich für DC-Link-Schaltungen, Motorsteuerungen, On-Board-Ladegeräte und Leistungsmodule, bei denen kompakte Bauform, hohe Ripple-Belastbarkeit und lange Lebensdauer gefordert sind.

Fazit

Aluminium-Elektrolytkondensatoren mit niedrigem ESR sind ein entscheidender Faktor für die thermische und elektrische Stabilität von Hochfrequenz-Antriebssystemen. Die YMIN-LKE-Serie zeigt, wie durch gezielte Optimierung der Elektrolyt- und Elektrodenstruktur sowohl Ripple-Ströme als auch Wärmeverluste effektiv reduziert werden können – ein wichtiger Schritt für zuverlässigere elektrische Nutzfahrzeuge.

FAQ

1. Was bedeutet „niedriger ESR“ bei Kondensatoren?

Ein niedriger ESR (Equivalent Series Resistance) reduziert Wärmeverluste und verbessert die Effizienz bei hohen Ripple-Strömen.

2. Welche Folgen hat ein hoher Ripple-Strom für Kondensatoren?

Er verursacht Eigenerwärmung, beschleunigte Alterung und mögliche Ausfälle, insbesondere in Motorantrieben.

3. Welche Vorteile bietet die LKE-Serie gegenüber Standard-Typen?

Bis zu 40 % geringere Ripple-Spannung, 20 °C niedrigere Gehäusetemperatur und längere Lebensdauer.

4. In welchen Anwendungen wird die LKE-Serie eingesetzt?

In elektrischen Staplern, Motor-Invertern, Ladegeräten und DC-Link-Schaltungen mit hoher Strombelastung.

5. Welche Lebensdauer erreicht die LKE-Serie?

Bis 10 000 Stunden bei 105 °C unter Volllastbedingungen.

Quellenlink: https://www.ymin.cn/news/how-lke-low-esr-aluminum-electrolytic-capacitors-solve-the-high-frequency-ripple-and-heat-loss-problems-in-electric-forklifts/

Autor: Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd. （https://www.ymin.cn/)

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