Добро пожаловать на Форум по станкам с ЧПУ!

Технология изготовления пленочных конденсаторов

Тема в разделе "Возможные неисправности и способы их устранения", создана пользователем Rami007, 2 мар 2020.

  1. Rami007

    Rami007

    Регистрация:
    22 авг 2012
    Сообщения:
    111
    Симпатии:
    0
    Всеобщий привет!
    Последнее время много работаю по разработке сильноточных импульсных схем, 0,5...2кВ/0,1...3кА/50нс...20мс. И постоянно существует проблема с конденсаторами. Нужны конденсаторы рассчитанные на киловольты и килоамперы. Вообще нормальные люди покупают готовые металлопленочные полипропиленовые конденсаторы того ли иного формата и собирают из них батарею. Китайцы часто ставят блок плат по паре сотен кондеров на каждой и охлаждают их продувкой воздухом. Иногда эти блоки погружают в алюминиевый бак с маслом и водяным теплообменником. Более солидные производители используют спецконденсаторы. Всё хорошо, но очень дорого выходит, конденсаторы оказываются часто самой дорогой частью установки.
    Есть нездоровая мысль наладить небольшое мелкосерийное производство спецконденсаторов.
    Конкретнее наматывать их из медной или алюминиевой фольги и соответсвующей по параметрам пленки.
    Планирую сделать для начала пробную установку и посмотреть какие проблемы вылезут, а тонкостей там очевидно хватает, это и точное позиционирование барабанов чтобы ленты не съезжали, точная регулировка натяга.
    Предполагается мотать конденсаторы номиналом до 50мкФ до 50кВАр для частот до 500кГц, они будут иметь объем до 2х литров. Фольга каждой обкладки будет выступать с одной стороны за край пленки. таким образом будет получатся рулон у которого с каждого торца выступает на несколько мм край фольги.
    Так вот сейчас непонятно как эту фольгу технологично и надежно электрически подключить с кольцевому электроду, который будет выполнять роль тепло и токоотвода. Пленка больше 150гр кратковременно не выдержит. Поэтому в голову приходит только три решения:
    1) Низкотемпературные припои, для меди есть, а для алюминия - не встречал.
    2) Токопроводящий клей, сомнительна долговременная надежность и сопротивление контакта, вероятно проживет не долго из-за циклических импульсных токов и локального перегрева.
    3) Сварка, выпустить фольги побольше, замять в лучок и сварить лазером вместе с токоподводящей шиной. Но это не технологично, много ручных операций, увеличенный объем контактной части.
    Обсудим?
     
  2. ak_47

    ak_47

    Регистрация:
    26 апр 2012
    Сообщения:
    469
    Симпатии:
    0
    Полипропиленовая пленка, алюминиевая фольга луженая с одного края по всей длине. Наматываете, край выпускаете на пару мм, лудите сплавом вуда, на сплав же и припаиваете тоководы. Изделие в пластиковую бочку, заливаете трансформаторным маслом и в вакуумную камеру. После вакуумирования готово к работе. Для внешнего корпуса хорошо подходят емкости из под воды для кулера, большие, толстые, 550 000 вольт стенка держит, и приятного голубого цвета. Ко всему прочему, хорошо свариваются феном от паяльной станции. Вакуумировали прямо в них.
     
  3. Rami007

    Rami007

    Регистрация:
    22 авг 2012
    Сообщения:
    111
    Симпатии:
    0
    Интересно! Сплав Вуда? А какой флюс нужен для алюминиевой фольги? Медь неплохо просто в глицерине лудится, алюминий Вудом не пробовал. Зачищать край перед облуживанием надо?
     
  4. ak_47

    ak_47

    Регистрация:
    26 апр 2012
    Сообщения:
    469
    Симпатии:
    0
    Лудили в вакууме, после ионной очистки, обычным оловом. Сплав вуда прекрасно соединяется с луженой поверхностью.
    А насчет такой емкости при таком напряжении и таком объеме - 2литра, вы поторопились.
    Как раз почти и заполните объем посуды. И последнее. Изделие, после зарядки и разрядки способно самостоятельно накапливать заряд. Уверяю - мало не покажется. Особенно интересно если изделие нагреть под током и охладить не снимая напряжения, добрый электрет получается, бабахает из раза в раз без зарядки.
     
  5. Rami007

    Rami007

    Регистрация:
    22 авг 2012
    Сообщения:
    111
    Симпатии:
    0
    Еще интереснее. Ну с самозарядкой, думаю, справлюсь, в схеме обычно достаточно ограничительных элементов и балансирующих резисторов, да и обычно такие вещи проволочкой при хранении замыкают.
    Ионная очистка для начала это сложновато, надо высоковакуумну. камеру городить, перемотку в ней, да и сам источник еще какой проект, опыта в ионной очистке не имеется, только теория. Думаю для начала попробовать из меди намотать, подороже но не критично, и характеристики получше, есть в наличии фольга например 10мкмх100мм - по моему самый раз. Наверое получится лудить уже в рулоне, металлической щеточкой растирать Вуда по торцу.
     
  6. ak_47

    ak_47

    Регистрация:
    26 апр 2012
    Сообщения:
    469
    Симпатии:
    0
    Rami007 ,
    Лудится оловом. Спаивается вудом. Из меди вещица будет весьма весома. Втроем поднять проблема. Алюминиевая то вес имеет, и не маленький.
     
  7. MakarOFF

    MakarOFF

    Регистрация:
    25 апр 2013
    Сообщения:
    72
    Симпатии:
    0
    а выпуск больше потома насечки и прессовать нее
    или точечной сваркой типа клепок потома могеть и по рядно
     
  8. ak_47

    ak_47

    Регистрация:
    26 апр 2012
    Сообщения:
    469
    Симпатии:
    0
    vcr ,
    Нее. Ибо токи при разрядке весьма и весьма веселые. В результате одного бабаха, семь человек остались без электронных часов и сотовых, а уж вставные зубы и мосты во рту веселятся. Механические часы выдерживают, но и те размагничивать приходится.
     
  9. Джонка

    Джонка

    Регистрация:
    29 сен 2012
    Сообщения:
    232
    Симпатии:
    0
    если круглость конденсатора не является важным фактором - можно сделать плоский из листов, а края стянуть шпильками..
     
    впрочем если есть фольга чтобы сделать достаточной ширины выпуски то можно и у круглого их тупо обжать..
    может быть нарезать (после намотки естественно) поперек оси на несколько частей и сжать через прокладки, тогда бутерброд получится поаккуратнее..
     
  10. Джонка

    Джонка

    Регистрация:
    29 сен 2012
    Сообщения:
    232
    Симпатии:
    0
    еще плюс плоского - его можно сложить в двое и выводы получатся ближе друг к другу если это понадобится..
     
  11. ak_47

    ak_47

    Регистрация:
    26 апр 2012
    Сообщения:
    469
    Симпатии:
    0
    50микрофарад на 50 000вольт и электроды рядом? Вот будет развлекалово.
     
  12. Джонка

    Джонка

    Регистрация:
    29 сен 2012
    Сообщения:
    232
    Симпатии:
    0
    ну рядом - понятие растяжимое - метр и например 300мм..
    впрочем если вся схема в масле - это может быть и допустим 10мм..
     
    опять же автору надо не 50 а всего 2кВ..
     
  13. Юрий Лахно

    Юрий Лахно

    Регистрация:
    24 мар 2013
    Сообщения:
    93
    Симпатии:
    0
    Есть такой богомерзкий форум - флайбэк (flyback), там люди постоянно с киловольтами и килоамперами из конденсаторов, вот некоторые там делали самодельные конденсаторы. С переменным успехом.
    Поищите, почитайте результаты опыта людского.
    А мелкосерийное производство, на мой взгляд, будет неоправданно, потому как на выходе будете получать изделия хоть сначала и работоспособные, но с непонятно какой долговечностью, неясным ТКЕ, током утечки, прыгающей от образца к образцу ёмкостью и тем паче паразитной индуктивностью, а на материал и своё время на создание прототипа потратитесь изрядно. Дешевле уж из CBB буржуйских или К78-2 наших конденсаторов батареи набирать (как обычно на том самом флайбеке и делают).
     
    Сплавом вуда паять это конечно тот ещё номер, вроде как предельная рабочая температура конденсатора получится 68,5 градуса, дальше сплав расплавиться и конденсатор распаяется.
     
  14. svoiring

    svoiring

    Регистрация:
    22 авг 2012
    Сообщения:
    9
    Симпатии:
    0
    Поддерживаю предидущего оратора. Кустарное изготовление конденсаторов окажется дороже и стабильность будет непредсказуема. Если, конечно, не изобретёте революционно-новую технологию. А по выбору импульсных, высоковольтных посмотрите серию К78 здесь:
    http://www.elcod.spb.ru/catalogue.pdf
     
  15. MakarOFF

    MakarOFF

    Регистрация:
    25 апр 2013
    Сообщения:
    72
    Симпатии:
    0
    обычно 1 проводок контачить по всей длинне фольги енто1 ряд второй ряд через изолятор потома 2 конец ёмкостис другого конца обмотки ну и так по рядам прокладкам потома енти проводки стыкуються начальные в линию те паралель ёмкости- пробой могеть быть изза плохой изолирующей плнки фторопласт вродя самый лучший
     
  16. Rami007

    Rami007

    Регистрация:
    22 авг 2012
    Сообщения:
    111
    Симпатии:
    0
    Не, ну ребята. Читал, конечно, труды экспериментаторов в флайбака, там пара человек что-то намотали, вручную, и даже толком не промеряли ничего, вот это кустарщина. Тут же речь идет о воспроизведении промышленной технологии. Контролируемые материалы, контролируемый процесс намотки, на специально изготовленном станке. Параметры гулять будут в пределах 10% как и на заводе.
    Никто не собирается по быстрому что-то намотать, проект основательный. Все необходимое оборудование для изготовоения намоточного станка должного качества есть, средства измерения есть, навыки есть, вопросы именно в отдельных технологических моментах. Например надо ли на пленку в процессе намотки наносить какое либо покрытие для полного вытеснения воздуха, тоже трансформаторное масло, поскольку по моему опыту ожидать хорошей пропитки даже под вакуумом хорошо скрученного рулона будет проблематично.
    И еще выясняется, что лудить алюминиевые ленты вероятно придется двумя ультразвуковыми паяльниками прямо в процессе намотки, вот надо прикинуть конструкцию этих паяльников, благо есть некоторый практически опыт расчета и настройки УЗ излучателей.
    И учитывая всё это, намеченный пуль не кажется менее целесообразным, поскольку проблема силовых конденсаторов сама никуда не рассосется, но она ограничивает реализацию нескольких весьма важных проектов в области силовой электроники.
     
  17. ak_47

    ak_47

    Регистрация:
    26 апр 2012
    Сообщения:
    469
    Симпатии:
    0
    Ну уж, если все так серьезно. Следует, опять таки, обратиться к вакуумной камере.
    Напылять на пленку электрод за маской. Стабильность и повторяемость будут значительно лучше. При намотке с маслом придется городить намоточный станок с обрезиненными роликами сжимающими растущий рулон и выжимающими масло из зазоров.
     
  18. Rami007

    Rami007

    Регистрация:
    22 авг 2012
    Сообщения:
    111
    Симпатии:
    0
    Ну да, ролики это правильно и проблемы не представляет. А насчет напыления, опыта тут нет, УЗ для меня проще.
     
  19. Lina.k

    Lina.k

    Регистрация:
    25 апр 2013
    Сообщения:
    95
    Симпатии:
    0
    Ничего основательного у Вас по ходу нет...
    Приезжайте в гости в Рязань. Отведу Вас на конденсаторный завод...Там много чего осталось живого
     
  20. MakarOFF

    MakarOFF

    Регистрация:
    25 апр 2013
    Сообщения:
    72
    Симпатии:
    0
    напылением думаю шо надо типа маленькой площадии много в стопку ткрулон буить большое сопротивление и типа диффузионной сварки между обкладками проводников