Na semana passada, apresentamos o processo de enrolamento de capacitores de filme, e esta semana gostaria de falar sobre a tecnologia chave dos capacitores de filme.

1. Tecnologia de controle de tensão constante

Devido à necessidade de eficiência no trabalho, o enrolamento geralmente ocorre a uma altura considerável, normalmente na ordem de alguns mícrons. E como garantir a tensão constante do material do filme no processo de enrolamento em alta velocidade é particularmente importante. No processo de projeto, não devemos apenas considerar a precisão da estrutura mecânica, mas também um sistema de controle de tensão perfeito.

O sistema de controle geralmente consiste em várias partes: mecanismo de ajuste de tensão, sensor de detecção de tensão, motor de ajuste de tensão, mecanismo de transição, etc. O diagrama esquemático do sistema de controle de tensão é mostrado na Fig. 3.

Os capacitores de filme requerem um certo grau de rigidez após o enrolamento, e o método de enrolamento antigo utilizava molas como amortecedores para controlar a tensão. Esse método causava tensão irregular quando o motor de enrolamento acelerava, desacelerava e parava durante o processo, o que fazia com que o capacitor se deformasse facilmente, resultando em perdas significativas. No processo de enrolamento, é necessário manter uma tensão constante, conforme a fórmula a seguir.

F=K×B×H

Nesta fórmula:F-Tensão

             K-Coeficiente de tensão

             B-Largura do filme (mm)

            H-Espessura do filme (μm)

Por exemplo, a tensão de um filme com largura de 9 mm e espessura de 4,8 μm é: 1,2 × 9 × 4,8 = 0,5 N.

A partir da equação (1), pode-se derivar a faixa de tensão. A mola de Foucault com boa linearidade é selecionada como ajuste de tensão, enquanto um potenciômetro de indução magnética sem contato é usado como detecção de feedback de tensão para controlar o torque de saída e a direção do servomotor CC de desenrolamento durante o motor de enrolamento, de modo que a tensão seja constante durante todo o processo de enrolamento.

2. Tecnologia de controle de enrolamento

 A capacitância dos núcleos de capacitores está intimamente relacionada ao número de espiras do enrolamento, tornando o controle preciso do enrolamento uma tecnologia fundamental. O enrolamento do núcleo do capacitor geralmente é feito em alta velocidade. Como o número de espiras afeta diretamente o valor da capacitância, o controle e a contagem do número de espiras exigem alta precisão, geralmente alcançada por meio de um módulo de contagem de alta velocidade ou um sensor com alta precisão de detecção. Além disso, devido à necessidade de minimizar as variações de tensão do material durante o processo de enrolamento (caso contrário, o material inevitavelmente vibrará, afetando a precisão da capacitância), o enrolamento deve utilizar uma tecnologia de controle eficaz.

O controle de velocidade segmentado, com aceleração/desaceleração e processamento de velocidade variável adequados, é um dos métodos mais eficazes: diferentes velocidades de enrolamento são usadas para diferentes períodos de enrolamento; durante o período de velocidade variável, a aceleração e a desaceleração são utilizadas com curvas de velocidade variável adequadas para eliminar oscilações, etc.

3. Tecnologia de Desmetalização

 Múltiplas camadas de material são enroladas umas sobre as outras e requerem tratamento de selagem térmica na interface e na superfície. Sem aumentar a quantidade de filme plástico, o filme metálico existente é utilizado, sendo seu revestimento removido pela técnica de desmetalização para obter o filme plástico antes da selagem externa.

Essa tecnologia permite economizar custos de material e, ao mesmo tempo, reduzir o diâmetro externo do núcleo do capacitor (no caso de núcleos com a mesma capacitância). Além disso, utilizando a tecnologia de desmetalização, o revestimento metálico de uma ou duas camadas de filme metálico pode ser removido previamente na interface do núcleo, evitando assim a ocorrência de curto-circuito, o que pode melhorar significativamente o rendimento dos núcleos enrolados. A partir da Figura 5, pode-se concluir que, para se obter o mesmo efeito de remoção, a tensão de remoção é ajustável de 0 V a 35 V. A velocidade deve ser reduzida para entre 200 rpm e 800 rpm para a desmetalização após o enrolamento em alta velocidade. Diferentes tensões e velocidades podem ser definidas para diferentes produtos.

4. Tecnologia de selagem térmica

 A selagem térmica é uma das principais tecnologias que afetam a qualidade dos núcleos de capacitores enrolados. A selagem térmica consiste em usar um ferro de solda de alta temperatura para crimpar e unir a película plástica na interface do núcleo do capacitor enrolado, conforme mostrado na Figura 6. Para que o núcleo não se enrole frouxamente, é necessário que a ligação seja confiável e que a face final fique plana e com bom acabamento. Diversos fatores principais afetam o efeito da selagem térmica, como temperatura, tempo de selagem, enrolamento do núcleo e velocidade, entre outros.

De modo geral, a temperatura de selagem térmica varia com a espessura da película e o material. Se a espessura da película do mesmo material for de 3 μm, a temperatura de selagem térmica fica entre 280 °C e 350 °C, enquanto que, se a espessura da película for de 5,4 μm, a temperatura de selagem térmica deve ser ajustada para a faixa de 300 °C a 380 °C. A profundidade da selagem térmica está diretamente relacionada ao tempo de selagem, ao grau de crimpagem, à temperatura do ferro de solda, etc. Dominar a profundidade da selagem térmica é especialmente importante para a produção de núcleos de capacitores de qualidade.

5. Conclusão

 Graças à pesquisa e desenvolvimento dos últimos anos, muitos fabricantes nacionais de equipamentos desenvolveram equipamentos para enrolamento de capacitores de filme. Muitos deles superam produtos similares nacionais e internacionais em termos de espessura do material, velocidade de enrolamento, função de desmetalização e gama de produtos enrolados, possuindo um nível tecnológico avançado internacionalmente. Esta é apenas uma breve descrição da tecnologia-chave das técnicas de enrolamento de capacitores de filme, e esperamos que, com o progresso contínuo da tecnologia relacionada ao processo de produção de capacitores de filme no mercado nacional, possamos impulsionar o desenvolvimento vigoroso da indústria de equipamentos para fabricação de capacitores de filme na China.