La settimana scorsa abbiamo presentato il processo di avvolgimento dei condensatori a film, e questa settimana vorrei parlare della tecnologia chiave di questi condensatori.
1. Tecnologia di controllo della tensione costante
Per esigenze di efficienza operativa, l'avvolgimento avviene solitamente ad un'altezza maggiore, generalmente di pochi micron. Garantire una tensione costante del materiale del film durante il processo di avvolgimento ad alta velocità è quindi di fondamentale importanza. In fase di progettazione, non solo è necessario considerare la precisione della struttura meccanica, ma anche disporre di un sistema di controllo della tensione impeccabile.
Il sistema di controllo è generalmente costituito da diverse parti: meccanismo di regolazione della tensione, sensore di rilevamento della tensione, motore di regolazione della tensione, meccanismo di transizione, ecc. Lo schema del sistema di controllo della tensione è mostrato in Figura 3.
I condensatori a film richiedono un certo grado di rigidità dopo l'avvolgimento, e il metodo di avvolgimento tradizionale utilizza una molla come smorzatore per controllare la tensione. Questo metodo, tuttavia, causa una tensione irregolare quando il motore di avvolgimento accelera, decelera e si arresta durante il processo, rendendo il condensatore soggetto a disordine o deformazione e aumentando le perdite. Durante il processo di avvolgimento, è necessario mantenere una certa tensione, calcolata con la seguente formula.
F=K×B×H
In questa formula:F-Tensione
K-coefficiente di tensione
B- Larghezza della pellicola (mm)
H-Spessore del film (μm)
Ad esempio, la tensione di una pellicola con larghezza di 9 mm e spessore di 4,8 μm è pari a: 1,2 × 9 × 4,8 = 0,5 (N).
Dall'equazione (1) è possibile ricavare l'intervallo di tensione. La molla a correnti parassite con buona linearità viene selezionata come impostazione della tensione, mentre un potenziometro a induzione magnetica senza contatto viene utilizzato come rilevamento del feedback di tensione per controllare la coppia di uscita e la direzione del servomotore CC di svolgimento durante il motore di avvolgimento, in modo che la tensione sia costante durante tutto il processo di avvolgimento.
2. Tecnologia di controllo dell'avvolgimento
La capacità dei nuclei dei condensatori è strettamente correlata al numero di spire dell'avvolgimento, pertanto il controllo di precisione dei nuclei dei condensatori diventa una tecnologia chiave. L'avvolgimento del nucleo del condensatore viene solitamente eseguito ad alta velocità. Poiché il numero di spire influisce direttamente sul valore della capacità, il controllo del numero di spire e il conteggio richiedono un'elevata precisione, che viene generalmente ottenuta utilizzando un modulo di conteggio ad alta velocità o un sensore con elevata precisione di rilevamento. Inoltre, poiché è necessario che la tensione del materiale vari il meno possibile durante il processo di avvolgimento (altrimenti il materiale subirà inevitabilmente delle vibrazioni, compromettendo la precisione della capacità), l'avvolgimento deve utilizzare una tecnologia di controllo efficace.
Il controllo segmentato della velocità, con accelerazione/decelerazione e gestione della velocità variabile appropriate, rappresenta uno dei metodi più efficaci: si utilizzano velocità di avvolgimento diverse per periodi di avvolgimento differenti; durante il periodo di velocità variabile, si utilizzano accelerazioni e decelerazioni con curve di velocità variabile adeguate per eliminare le oscillazioni, ecc.
3. Tecnologia di demetallizzazione
Diversi strati di materiale vengono avvolti uno sopra l'altro e richiedono un trattamento di termosaldatura all'esterno e all'interfaccia. Senza aumentare il materiale del film plastico, viene utilizzato il film metallico esistente e la sua placcatura metallica viene rimossa mediante la tecnica di demetallizzazione per ottenere il film plastico prima della sigillatura esterna.
Questa tecnologia può ridurre i costi dei materiali e allo stesso tempo diminuire il diametro esterno del nucleo del condensatore (a parità di capacità del nucleo). Inoltre, grazie alla tecnologia di demetallizzazione, è possibile rimuovere preventivamente il rivestimento metallico di uno o due strati di pellicola metallica all'interfaccia del nucleo, evitando così la formazione di cortocircuiti e migliorando notevolmente la resa dei nuclei avvolti. Dalla Figura 5 si evince che, per ottenere lo stesso effetto di rimozione, la tensione di rimozione è regolabile da 0 V a 35 V. La velocità deve essere ridotta tra 200 giri/min e 800 giri/min per la demetallizzazione dopo l'avvolgimento ad alta velocità. È possibile impostare tensioni e velocità diverse per prodotti diversi.
4. Tecnologia di termosaldatura
La termosaldatura è una delle tecnologie chiave che influenzano la qualificazione dei nuclei dei condensatori avvolti. La termosaldatura consiste nell'utilizzare un saldatore ad alta temperatura per crimpare e incollare la pellicola di plastica all'interfaccia del nucleo del condensatore avvolto, come mostrato in Figura 6. Affinché il nucleo non si arrotoli in modo lasco, è necessario che sia incollato in modo affidabile e che la superficie terminale sia piatta e esteticamente gradevole. Diversi fattori principali influenzano l'efficacia della termosaldatura, tra cui la temperatura, il tempo di termosaldatura, l'avvolgimento del nucleo e la velocità di rotazione, ecc.
In generale, la temperatura di termosaldatura varia in base allo spessore del film e al materiale. Se lo spessore del film dello stesso materiale è di 3 μm, la temperatura di termosaldatura è compresa tra 280 °C e 350 °C, mentre se lo spessore del film è di 5,4 μm, la temperatura di termosaldatura dovrebbe essere regolata tra 300 °C e 380 °C. La profondità di termosaldatura è direttamente correlata al tempo di termosaldatura, al grado di crimpatura, alla temperatura del saldatore, ecc. Il controllo della profondità di termosaldatura è particolarmente importante per la produzione di nuclei di condensatori di qualità.
5. Conclusion
Grazie alla ricerca e allo sviluppo degli ultimi anni, molti produttori nazionali di apparecchiature hanno sviluppato macchine per l'avvolgimento di condensatori a film. Molte di queste superano i prodotti analoghi, sia nazionali che esteri, in termini di spessore del materiale, velocità di avvolgimento, funzione di demetallizzazione e gamma di prodotti avvolgibili, vantando un livello tecnologico avanzato a livello internazionale. Qui di seguito viene fornita una breve descrizione delle tecnologie chiave relative alle tecniche di avvolgimento dei condensatori a film. Ci auguriamo che, grazie al continuo progresso tecnologico nel processo di produzione dei condensatori a film in Cina, si possa dare impulso allo sviluppo del settore delle apparecchiature per la produzione di condensatori a film nel Paese.
Data di pubblicazione: 15 marzo 2022