La semaine dernière, nous avons présenté le processus d'enroulement des condensateurs à film, et cette semaine, j'aimerais aborder la technologie clé des condensateurs à film.

1. Technologie de contrôle de tension constante

Pour optimiser la productivité, l'enroulement se fait généralement à une hauteur importante, de l'ordre de quelques microns. Il est donc crucial de garantir une tension constante du film lors de l'enroulement à grande vitesse. La conception doit par conséquent prendre en compte non seulement la précision de la structure mécanique, mais aussi un système de contrôle de tension performant.

Le système de contrôle se compose généralement de plusieurs parties : mécanisme de réglage de la tension, capteur de détection de tension, moteur de réglage de la tension, mécanisme de transition, etc. Le schéma du système de contrôle de la tension est présenté sur la figure 3.

Les condensateurs à film nécessitent une certaine rigidité après bobinage. Les anciennes méthodes de bobinage utilisaient un ressort comme amortisseur pour contrôler la tension des spires. Cependant, cette méthode engendrait des variations de tension lors des accélérations, décélérations et arrêts du moteur de bobinage, ce qui risquait de déformer le condensateur et d'entraîner des pertes importantes. Il est donc nécessaire de maintenir une tension constante lors du bobinage, selon la formule suivante.

F=K×B×H

Dans cette formule :F-Tension

             K-coefficient de tension

             B-Largeur du film (mm)

            H-Épaisseur du film (μm)

Par exemple, pour un film de largeur 9 mm et d'épaisseur 4,8 μm, la tension est de : 1,2 × 9 × 4,8 = 0,5 N.

L'équation (1) permet de déterminer la plage de tension. Un ressort à vortex à bonne linéarité est choisi pour le réglage de la tension, tandis qu'un potentiomètre à induction magnétique sans contact sert à la détection de la tension par rétroaction afin de contrôler le couple de sortie et le sens de rotation du servomoteur CC de déroulement pendant l'enroulement, garantissant ainsi une tension constante tout au long du processus.

2. Technologie de contrôle de l'enroulement

 La capacité des noyaux de condensateurs est étroitement liée au nombre de spires de l'enroulement ; par conséquent, le contrôle précis de ces noyaux constitue une technologie clé. L'enroulement d'un noyau de condensateur est généralement réalisé à grande vitesse. Le nombre de spires influençant directement la capacité, son contrôle et son comptage requièrent une grande précision, généralement obtenue grâce à un module de comptage rapide ou un capteur de haute précision. De plus, la tension du matériau devant varier le moins possible pendant l'enroulement (sinon, des vibrations inévitables affecteraient la précision de la capacité), l'enroulement doit impérativement faire appel à une technologie de contrôle efficace.

Le contrôle de vitesse segmenté, l'accélération/décélération raisonnable et le traitement à vitesse variable constituent l'une des méthodes les plus efficaces : différentes vitesses d'enroulement sont utilisées pour différentes périodes d'enroulement ; pendant la période à vitesse variable, l'accélération et la décélération sont utilisées avec des courbes de vitesse variable raisonnables pour éliminer les vibrations, etc.

3. Technologie de démétallisation

 Plusieurs couches de matériau sont enroulées les unes sur les autres et nécessitent un traitement de thermoscellage à l'extérieur et à l'interface. Sans augmenter l'épaisseur du film plastique, le film métallique existant est utilisé ; son revêtement métallique est retiré par démétallisation afin d'obtenir le film plastique avant le scellage extérieur.

Cette technologie permet de réduire les coûts des matériaux et, simultanément, le diamètre extérieur du noyau du condensateur (à capacité égale). De plus, grâce à la démétallisation, le revêtement métallique d'une ou deux couches du film métallique peut être préalablement éliminé à l'interface du noyau, évitant ainsi les courts-circuits et améliorant considérablement le rendement des noyaux bobinés. La figure 5 montre que, pour obtenir le même résultat, la tension de démétallisation est réglable de 0 V à 35 V. La vitesse de rotation doit être réduite entre 200 et 800 tr/min pour la démétallisation après l'enroulement à grande vitesse. Différentes tensions et vitesses peuvent être définies selon les produits.

4. Technologie de thermoscellage

 Le thermoscellage est une technologie clé pour la qualification des noyaux de condensateurs bobinés. Il consiste à sertir et coller le film plastique à l'interface du noyau bobiné à l'aide d'un fer à souder haute température, comme illustré sur la figure 6. Afin d'éviter un enroulement lâche du noyau, le collage doit être fiable et la face d'extrémité plane et propre. Plusieurs facteurs principaux influencent la qualité du thermoscellage : la température, la durée du thermoscellage, la vitesse d'enroulement du noyau, etc.

De manière générale, la température de thermoscellage varie en fonction de l'épaisseur du film et du matériau. Pour un film de 3 µm d'épaisseur, la température de thermoscellage se situe entre 280 °C et 350 °C, tandis que pour un film de 5,4 µm d'épaisseur, elle doit être comprise entre 300 °C et 380 °C. La profondeur de thermoscellage dépend directement de la durée du thermoscellage, du degré de sertissage, de la température du fer à souder, etc. La maîtrise de cette profondeur est essentielle à la production de noyaux de condensateurs conformes aux normes.

5. Conclusion

 Grâce aux efforts de recherche et développement de ces dernières années, de nombreux fabricants d'équipements chinois ont mis au point des machines de bobinage pour condensateurs à film. Nombre d'entre elles surpassent les produits similaires disponibles en Chine et à l'étranger en termes d'épaisseur de matériau, de vitesse d'enroulement, de fonction de démétallisation et de gamme de produits bobinés, et atteignent un niveau technologique international avancé. Cet article ne présente qu'un bref aperçu des technologies clés du bobinage des condensateurs à film. Nous espérons que les progrès continus des technologies liées au processus de production des condensateurs à film en Chine contribueront au développement dynamique de l'industrie des équipements de fabrication de condensateurs à film dans le pays.