|
| |
|
Главная Журналы  Рнс. 9. Пленочный конденсатор К70-6: 1 - внешние выводы, 2 - секция тервале температзф от -60 до +85° С. Серия включает 45 типономиналов конденсаторов емкостью от 22 пФ до ОД мкФ таких же классов точности, как конденсаторы ПМ. Для повьпнения теплостойкости полистирольных конденсаторов при намотке в секцию иногда вводят ленту из полиэтилентерефталатной пленки, которая должна находиться вне электрического поля. Для этого пленку металлизируют с двух сторон, чтобы ограничить ее деформацию при повышении температуры. Использование такой дополнительной обкладки повышает рабочую температуру полистирольных конденсаторов, но увеличивает их габариты. Фторопластовые конденсаторы характеризуются высокими электрическими характеристиками ] широком интервале частот и температур. Однако из-за низкой электрическгЬй прочности они не обладают достаточно высокими удельными характеристиками. Секции конденсаторов выполняют как фольговыми, так и с металлизированными алюминием обкладками. При металлизации пленку для повышения адгезионной способности предварительно электрофизически обрабатывают в коронном разряде. Использование тонкого металлизированного слоя алюминия в качестве обкладок из-за плохой паяемости алюминия усложняет условия контактирования секций конденсаторов, предназначенных для работы при повьппен-ной температуре. Для пол)Ачения надежного контакта секции выполняют с комбинированнш обкладкой: дополнительно к металлизированному слою I по всей длине пропускают алюминиевую фольгу толщиной 5 мкм. Чтобы сохранялась способность самовосстановления, ширина фольги должна быть не больше половины ширины пленки и выходить за ее край для получения Надежного переходного контакта с внешним выводом. Поликарбонатные конденсаторы представляют собой сравнительно новый тип пленочных конденсаторов и обладают высокой температурной и временной стабильностью емкости, большой постоянной времени. В основном их выполняют из металлизированной алюминием пленки, KOTopjoo предварительно до намотки секций подвергают электротренировке повышенным напряжением (на 20-30% выше рабочего). Секици этих конденсаторов имеют, как правило, цилиндрическую форму, обеспечивающую более линейную зависимость емкости от температуры и положительные значения ТКЕ во всем интервале рабочих температур. Герметизируют поликарбонатные конденсаторы в стальных корпусах со стеклопрессованными изоляторами или в алюминиевых корпусах с заливкой эпоксидным компаундом. 22 Самое широкое распространение получили конденсаторы К73-9, К73-16 и К73-17 из полиэтилентерефталатной (лавсановой) пленки, предназначенные для печатного монтажа. Конденсаторы К73-9 - однослойные, с фольговыми обкладками, плоскопрессованные, с односторонним расположением выводов, "окукленные" эпоксидным компаундом. Конденсаторы К73-16 и К73-17 - однослойные, с металлизированными обкладками; конденсаторы К73-16 имеют алюминиевые цилиндрические корпуса с уплотненными торцами, а К73-17 плоскопрессованной формы с односторонним расположением выводов, "окукленные" эпоксидным компаундом. § 13. КОНДЕНСАТОРНАЯ БУМАГА В производстве бумажных конденсаторов применяют специальную бумагу толщиной от 5-6 до 20-30 мкм, высокой плотности, с малым содержанием неорганических загрязнений. Бумага выпускается двух сортов по плотности: KOH-I (объемная масса 1 г/см) и КОН-П (объемная масса 1,2 г/см). Бумагу KOH-I и КОН-П соответственно применяют для конденсаторов переменного и постоянного напряжения. Временное сопротивление конденсаторной бумаги разрыву составляет до (1-1,2) • 10 кПа. Пробивное напряжение непропитанной бумаги лежит в пределах от 30-35 до 45-50 кВ/мм (50 Гц), возрастая при увеличении плотности и уменьшении толщины. Конденсаторная бумага имеет малые воздухопроницаемость (ниже 2-3 см/мин) и зольность (0,2-0,3%). Суммарное содержание меди и железа в бумаге должно быть ниже 0,015% от массы сухой бумаги, а хлоридов и сульфатов - минимально. Бумага должна быть однородной и иметь минимальное количество структурных дефектов. Структура конденсаторной бумаги по толщине - последовательные слои клетчатки (стенки волокна) и разделяющие их поры, расположенные параллельно плоскости листа. В непропитанной бумаге эти поры заполнены воздухом, а в конденсаторе - соответствующей пропиточной массой. При пропитке твердыми пропиточными массами, которые дают усадку при затвердевании, часть пор остается незаполненной, что снижает электрическую прочность бумаги. Наличие токопроводящих частиц делает невозможным изготовление бумажных конденсаторов с одним слоем бумаги между фольговьпуш обкладками. Даже при небольших емкостях (порядка 0,1-0,2 мкФ) попадание проводящей частицы таких размеров достаточно для короткого замыкания обкладок. Поэтому при изготовлении бумажных радиоконденсаторов с обкладками из фольги применяют минимум два слоя бумаги. При снижении толщины бумаги количество проводящих частиц, размеры которых соизмеримы с ее толщиной, резко возрастает. Число проводящих частиц примерно обратно пропорционально кубу толщины бумаги. Увеличение числа частиц повьппает вероятность пробоя при большой площади обкладок и снижает среднее значение пробивного напряжения конденсатора. При увеличении числа слоев резко снижается влияние проводяищх частиц и возрастает пробивная напряженность бумажного конденсатора. В зависимости от емкости конденсаторной секции и толщины отдельного слоя бзаги можно получить максимум пробивной напряженности при шести-восьми слоях бумаги. Дальнейшее увеличение оказывается неэффективным. § 14. ПЛЕНКИ Развитие химии высокомолекулярных соединений вооружило конден-саторостроение новыми диэлектриками в виде пленок из различных полимерных материалов. Полимерные пленки более технологичны, чем бумага, и позволяют создавать конденсаторы, габаритные размеры которых меньше, чем у конденсаторов с бумажным диэлектриком. Полимерные пленки делятся на полярные и неполярные. Неполярные пленки характеризуются относительно небольшой диэлектрической проницаемостью (е = 2-2,7), небольшим тангенсом угла диэлектрических потерь (tgS = (2-6) • 10"), высоким удельным электрическим сопротивлением (Ю" - 10 Ом см), относительно небольшой механической прочностью (большим удлинением при растяжении), отрицательным значением ТКЕ и слабой зависимостью емкости и tg S от температуры и частоты. Неполярными пленками являются полистирольная (стирофлекс), полиэтиленовая (политен), полипропиленовая (моплефан), политетрафтор-этиленовая (фторопласт, тефлон), полипараксилиновая (парилен) и поли-фениленоксидная (ПФО, нирон, норил). Полярные пленки в отличие от неполярных характеризуются повышенными диэлектрической проницаемостью Ге = 3-j-3,7) и тангенсом угла диэлектрических потерь = (4050) -10"*, который резко возрастаете увеличением частоты. Полярными пленками являются полиэтилентерефталатная (ПЭТ-КЭ, лавсан, майлар, хостафан, мелинекс), поликарбонатная (макрофоль), поли-пиромеллитимидная (кантон), полиарилатная и триацетатная. Наибольшее распространение в конденсаторостроении получили полистирольная, из фторопласта-4, лавсановая, поликарбонатная и полипропиленовая пленки. § 15. ПРОПИТОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В конденсаторостроении применяют жидкие и твердые пропиточные материалы. Основным преимуществом жидких пропиточных масс является полное заполнение всех пор в бумаге. В отличие от них твердые массы при застывании обладают усадкой и образуют остаточные газовые включения в диэлектрике конденсатора. Поэтому твердые пропиточные массы применяют при изготовлении низковольтных конденсаторов постоянного напряжения, а жидкие - высоковольтных, импульсных и др. Основное преимущество твердых пропиточных масс - возможность упрощения конструкции конденсаторов. Так как твердая масса не вытекает из конденсаторов, можно использовать их уплотненную конструкцию. 24 В производстве радиоконденсаторов обычно основными пропиточными материалами являются церезин (твердый материал) и конденсаторный вазелин (полужидкий материал), а также вазелиновые и конденсаторные масла (жидкие пропитывающие вещества). Церезин относится к группе воскообразных веществ, которые в очищенном виде представляют собой твердые, сравнительно легкоплавкие вещества низкой механической прочности и малой гидроскопичности. Церезин - смесь углеводородов, получающихся в результате переработки и очистки от примесей озокерита или парафинистой нефти. Озокерит - продукт естественного перерождения нефти - имеет вид черной воскообразной массы. Церезин обладает более высокой температурой плавления, чем парафин. Молекулы церезина нейтральны, и он мало окисляется при нагревании. Благодаря более высокой температуре плавления и большой устойчивости к окислению церезин вытеснил парафин в конденсаторостроении. Электрические свойства церезина достаточно высоки: диэлектрическая проницаемость 2,2-2,5 при 20°С и 1000 Гц, тангенс угла диэлектрических потерь 0,0003-0,0005, пробивная напряженность до 20-30 кВ/мм, удельное объемное сопротивление до 10 * Ом • см при 20°С. Церезин вырабатывается нескольких марок; наиболее распространен церезин 80 (цифры означают температуру каплепадения). Основным недостатком церезина является его усадка, достигающая 15-20%. Применение церезина ограничивается также низкой температурой плавления (80°С). В последнее время разработан способ получения синтетического церезина, представляющего собш один из побочных продуктов при выработке жидкого топлива из каменного угля. Синтетический церезин отличается большой чистотой и однородностью. Диэлектрические свойства его такие же, как и естественного, а температура плавления выше (до 100-105°С). Это делает синтетический церезин перспективным материалом. Церезин применяют для пропитки слюдяных и металлобумажных конденсаторов. Для пропитки бумажных конденсаторов постоянного напряжения широко применяют конденсаторный вазелин. Конденсаторный вазелин - мазеподобная смесь твердых и жидких углеводородов. Преимуществами вазелина являются его высокая электрическая прочность и стабильность электрических характеристик при изменениях температуры. Так, при 20°С электрическая прочность вазелина при частоте 50 Гц - не ниже 20 кВ/мм, тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1000 Гц - не более 0,0002, диэлектрическая проницаемость - от 2,1 до 2,2, удельное объемное сопротивление - не менее 5 • 10" • и 5 • 10" Ом • см соответственно при 20 и 100°С. В вазелине должны отсутствовать вода и механические примеси. Важной характеристикой вазелина является кислотность, которую необходимо проверять перед каждой пропиткой. ЬСислотность свежего вазелина должна быть не более 0,5 мгКОН/г. Повышенная кислотность вазелина резко ухудшает характеристики конденсаторов, в первую очередь сопротивление изоляции. Так как кислотность вазелина при длительном нагреве увеличивается, нагревать его без необходимости не следует. Для пропитки низковольтных конденсаторов переменного напряжения, а также импульсных и высоковольтных (вьпне 1600 В) использзтот жидкие пропиточные массы: конденсаторное или вазелиновое масло и низкомолекулярный полиизобутиленоктол. Конденсаторное масло - один из видов нефтяного масла, получаемого при перегонке нефти. По-своему составу нефтяные масла -это смесь жидких углеродов. Электрические характеристики конденсаторного и вазелинового масла близки к характеристикам вазелина. О к т о л представляет собой при нормальной температуре сильно вязкую бесцветную жидкость, обладающую высокими электрическими характеристиками, снижающимися при высокой температуре. Удельное объемное сопротивление октола при 100°С - не менее 3 • Ю"* Ом - см. § 16. ПРИПОИ и ФЛЮСЫ Для соединения деталей конденсаторов в основном используют пайку, обеспечивающую электрический контакт, механическую прочность и герметичность соединения. При пайке использзтот припои и предварительно обрабатывают соединяемые детали флюсом. Припои - это специальные сплавы различного состава, которые по температуре плавления разделяют на тугоплавкие (твердые) и легкоплавкие (мягкие). Тугоплавкие припои имеют температуру плавления выще 300° С; в производстве конденсаторов их обычно не применяют. Оловянноч;винцовые припои (ПОС), наиболее распространенные в производстве конденсаторов, относятся к группе легкоплавких. Выбирают припой, исходя в каждом конкретном случае из его свойств, назначения шва и конструкции изделия. Припои П0С61 и ПОС50 используют для ответственных паек, когда не допускается окисление шва и требуется хорошая электропроводность. Припои ПОС40 и ПОСЗО применяют, если необходимо обеспечить достаточную прочность и герметичность шва (ПОС40 дает равномерно заполненные швы). Припой П0С18 имеет более высокую температуру плавления, широкий температурный интервал кристаллизации, но дает менее прочный шов. Промьппленностью выпускается лента и проволока из оловянноч;винцовых припоев, а также трубки из припоев, заполненные канифолью. Флюсами являются вещества, улучшающие условия пайки. Флюсующие вещества должны улучшать условия смачивания металла припоем. Хорошее смачивание соединяемых металлических поверхностей возможно только в том случае, если они очищены от пыли, грязи, жировых загрязнений и оксидной пленки. Даже при тщательной очистке поверхностей, подлежащих пайке, обязательно остается тонкий слой оксидов и какие-либо загрязнения. Флюс должен разрушать (растворять) тонкие пленки оксидов и загрязнения и не давать возможности образовываться оксидным пленкам в процессе пайки при нагреве металлических поверхностей до высоких температур. Флюс должен иметь более низкую температзфу плавления, чем припой, быстро расплавляться при пайке и свободно затекать равномерным слоем в места пайки. В момент схватывания припоя с изделием флюс дол-26 жен всплывать на поверхность припоя, чтобы не ослаблялась механическая прочность шва. Кроме того, флюс должен сохранять свои свойства и не изменять состав при пайке, не вызывать сильной коррозии паяного шва, не выделять при нагреве ядовитых газов. Флюсующие вещества, применяемые при пайке легкоплавкими припоями, можно разделить на кислотные и бескислотные. Основным недостатком кислотных флюсов является то, что после пайки детали необходимо нейтрализовать в растворе едкого натра, а затем тщательно промывать в проточной воде, так как иначе происходит интенсивная коррозия паяного шва, что особо недопустимо в местах электрического контактирования. Поэтому кислотные флюсы, хотя они и весьма активны, в конденсаторостроении применяют только при пайке деталей, которые можно подвергать такой обработке (например, при пайке дна к корпусу, лужении обжимок и др.). При пайке легкоплавкими припоями на оловянноч;винцовой основе из кислотных флюсов широко применяют водный 40-48%-ный раствор хлористого цинка. Большое распространение получили бескислотные флюсы на основе канифоли, остатки которых не вызывают коррозии мест пайки, не поглощают влаги и не проводят электрический ток. Так как канифоль относится к слабо активным флюсам, при ее применении место пайки следует тщательно очищать. Следует также избегать перегрева места пайки, так как канифоль легко обугливается и теряет свои флюсзтощие свойства. Поэтому желательно наносить канифоль непосредственно на место пайки, а не на паяльник. Сосновая канифоль представляет собой хрупкую стеклообразную массу от желтого до темно-коричневого цвета. Высший сорт канифоли имеет температуру размягчения 68°С, первый сорт - 65°С и второй - 54°С. В конденсаторостроении применяют канифоль высшего и первого сортов. Для приготовления флюса канифоль размельчают до пудрообразного состояния и применяют в сухом виде или растворяют в спирте-ректификате, минеральном масле, глицерще и др. § 17. РЕЗКА БУМАГИ, ПЛЕНКИ И ФОЛЬГИ Бумага, пленка и фольга обычно поставляются на заводы в рулонах шириной до 500 мм. Для намотки секщ1й бумажных или пленочных конденсаторов необходимо иметь рулоны фольги, бумаги и пленки, ширина которых указана в чертеже секции. Если ширина рулонов, поставляемых фабриками, соответствует указанному размеру, они идут прямо на намотку. В ином случае их разрезают. Рулоны фольги обычно предварительно подрезают с торца. Металлизированную конденсаторную бумагу и пленку также приходится разрезать на полосы нужной ширины. Бумагу, пленку и фольгу разрезают дисковыми ножами на специальных Станках, которые имеют различные схемы заправки (рис. 10). Принцип действия дисковых ножей показан на рис. И. Бумага 2 проходит между нижним 1 и несколько находящим на него верхним 3 режущими дисками. Станок должен быть отрегулирован на резку бумаги нужного размера согласно технологической инструкции. 0 1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 |