Como entender o impacto do eletrodo e da montagem de filmes no desempenho de capacitores de indução de baixa frequência?

Por que o processo de montagem é a garantia central do desempenho?
Quando o RAM 1250V 2000KVAR 500HZ Capacitor de indução de baixa frequência está em operação, o eletrodo e o filme dielétrico construem em conjunto um ambiente de campo elétrico. A uniformidade da distribuição do campo elétrico é a pedra angular da operação estável do capacitor. Quando bolhas, rugas e outros defeitos menores aparecem na montagem do eletrodo e do filme, a distribuição do campo elétrico será seriamente interrompida. O campo elétrico originalmente uniforme tem uma intensidade local de campo elétrico que é muito alta devido a esses defeitos, o que, por sua vez, causa descarga parcial. Essa descarga local continua a corroer o filme dielétrico, acelera seu envelhecimento, faz com que o desempenho do isolamento do capacitor se deteriore e reduz bastante sua vida útil.
Tomando equipamentos de aquecimento de indução em larga escala como exemplo, quando esse equipamento está em operação, o capacitor precisa suportar choques repetidos de alta tensão e alta corrente por um longo tempo. Na aplicação do forno de indução de frequência média em uma empresa de aço, devido à presença de rugas finas na montagem de eletrodos e filme do capacitor, a descarga parcial ocorreu após três meses de operação, fazendo com que a resistência ao isolamento cai de 10000mΩ para 1000mΩ e a eficiência de aquecimento foi reduzida por 25%. A qualidade do aço produzido também foi significativamente afetada, e problemas como aquecimento desigual e dureza inconsistente na superfície ocorreram, com perdas econômicas diretas de centenas de milhares de yuan. Isso mostra que, sob condições de trabalho tão duras, mesmo defeitos de montagem extremamente pequenos podem se tornar o fusível da falha do equipamento. Garantir que o eletrodo e o filme se encaixem firmemente e uniformemente e eliminando quaisquer possíveis defeitos são pré-requisitos necessários para garantir o desempenho estável de capacitores de indução de baixa frequência e sejam um ponto de verificação de chave intransponível em todo o processo de fabricação.
Na montagem de eletrodos e filmes, o grau de correspondência de diferentes materiais também é crucial. A rugosidade da superfície do filme de polipropileno e a planicidade da folha de alumínio afetarão a área de contato entre os dois. Estudos mostraram que quando a rugosidade da superfície do filme é controlada dentro de RA0.1 - 0,3μm e o desvio de planicidade da folha de alumínio está dentro de ± 0,002 mm, a resistência ao contato entre o eletrodo e o filme pode ser reduzida para abaixo de 0,01Ω, que pode reduzir efetivamente a perda de energia e melhorar o desempenho do capacitor.
Como o processo de enrolamento atinge a fabricação de alta capacidade?
O processo de enrolamento é um método de montagem-chave para capacitores indutivos de baixa frequência para obter alta capacidade. Esse processo forma um núcleo de capacitor compacto, alternadamente, enrolando os eletrodos de alumínio de alta pureza e os filmes de polipropileno por camada por camada. Nesse processo, o equipamento avançado de automação desempenha um papel vital, que pode controlar com precisão a tensão e a velocidade durante o processo de enrolamento.
O controle preciso da tensão é a chave para garantir que cada camada de eletrodo se encaixe firmemente com o filme. O equipamento de controle de tensão é geralmente acionado por um motor servo e equipado com um sensor de tensão de alta precisão para controlar a flutuação da tensão dentro de ± 1n. Se a tensão for muito grande, o filme pode ser afinado ou até quebrado; Se a tensão for muito pequena, é fácil enrugar ou relaxar, resultando em uma lacuna entre o eletrodo e o filme, afetando o desempenho do capacitor. Por meio de controle de tensão de alta precisão, combinado com filme de polipropileno de alta qualidade e folha de alumínio de alta pureza com espessura no nível de mícrons (como 4μM-8μm), a área efetiva do núcleo do capacitor pode ser bastante aumentada em um espaço limitado, alcançando assim o armazenamento de grande capacidade.
No sistema de energia de um grande parque industrial, devido à presença de um grande número de cargas indutivas, como motores e transformadores, o fator de potência do sistema foi menor que 0,8 há muito tempo. Após compensação reativa usando capacitores indutivos de baixa frequência fabricados pelo processo de enrolamento, o fator de potência do sistema é aumentado para mais de 0,95 e a perda de linha é reduzida em 30%, o que pode salvar o parque milhões de yuan em contas de eletricidade a cada ano. Esses capacitores de grande capacidade, com seus poderosos recursos de armazenamento e liberação de energia, garantem a estabilidade e a eficiência da fonte de alimentação em toda a área industrial.
O número de camadas de enrolamento e diâmetro no processo de enrolamento também afetará o desempenho do capacitor. Quando o número de camadas de enrolamento atinge mais de 500 camadas e o diâmetro do enrolamento é controlado a 100 mm a 150 mm, o desvio da capacitância do capacitor pode ser controlado dentro de ± 3%, o que pode atender aos requisitos de precisão da maioria dos cenários industriais para capacitores de grande capacidade.
Como o processo de laminação atinge um equilíbrio entre desempenho e espaço?
Para cenários de aplicação com requisitos extremamente rigorosos sobre tamanho e desempenho, o processo de laminação mostra vantagens únicas incomparáveis. O processo de laminação empilha com precisão várias camadas de eletrodos de folha de alumínio e filmes de polipropileno em sequência. Após a conclusão do empilhamento, uma série de processos complexos, como alta temperatura e alta pressão, é usada para combinar firmemente as camadas em um todo estável.
Do ponto de vista do desempenho elétrico, o processo de laminação tem vantagens óbvias em comparação com o processo de enrolamento. Na aplicação real de uma empresa de fabricação de chips semicondutores, o capacitor indutivo de baixa frequência fabricado pelo processo de laminação possui um valor tangente de perda dielétrica (TANδ) de apenas 0,001, enquanto o valor de Tanδ de produtos semelhantes usando o processo de enrolamento é de 0,003 e a perda dielétrica do produto de laminação é reduzido por 66%. Isso não apenas melhora a estabilidade elétrica do capacitor, mas também reduz sua perda de energia durante a operação e melhora a eficiência geral. No processo de fabricação de chips semicondutores, uma fonte de alimentação estável é a chave para garantir a precisão do processo de fabricação de chips. O capacitor indutivo de baixa frequência fabricado pelo processo de laminação pode fornecer uma fonte de alimentação pura e estável para esse equipamento, garantir o controle preciso de vários parâmetros no processo de fabricação de chips e garantir a produção de alta qualidade de chips.
Em termos de utilização do espaço, a estrutura de empilhamento é altamente flexível. Por exemplo, o capacitor deve atender à tensão de trabalho de 500V e a capacitância de 1000μF, enquanto o volume não excede 50cm³. O processo de empilhamento é adotado para controlar com êxito o volume do capacitor para 45cm³, ajustando o número de camadas de empilhamento (30 camadas) e otimizando o design do tamanho, atendendo aos requisitos estritos do projeto para alta tensão, grande capacidade e pequeno volume. O capacitor indutivo de baixa frequência fabricado pelo processo de empilhamento fornece uma garantia sólida para a operação estável do equipamento no sistema eletrônico de equipamentos aeroespaciais com requisitos extremamente altos para integração de equipamentos e espaço extremamente limitado.
O tratamento de isolamento entre camadas no processo de empilhamento também é fundamental. Atualmente, a tecnologia de revestimento a vácuo é frequentemente usada para revestir uma camada isolante de 0,1μm - 0,3μm de espessura na superfície de cada camada de folha de alumínio, o que pode fazer com que a resistência ao isolamento entre camadas atinja mais de 10pt.