สัปดาห์ที่แล้วเราได้แนะนำกระบวนการพันขดลวดของตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม และในสัปดาห์นี้ผมอยากจะพูดถึงเทคโนโลยีหลักของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มครับ

1. เทคโนโลยีควบคุมแรงตึงคงที่

เนื่องจากความจำเป็นในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน การม้วนจึงมักทำที่ความสูงระดับสูงกว่าปกติ โดยทั่วไปอยู่ที่ไม่กี่ไมครอน และวิธีการรักษาความตึงของวัสดุฟิล์มให้คงที่ในกระบวนการม้วนความเร็วสูงนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง ในกระบวนการออกแบบ เราไม่เพียงแต่ต้องพิจารณาความแม่นยำของโครงสร้างทางกลเท่านั้น แต่ยังต้องมีระบบควบคุมความตึงที่สมบูรณ์แบบอีกด้วย

ระบบควบคุมโดยทั่วไปประกอบด้วยหลายส่วน ได้แก่ กลไกปรับความตึง เซ็นเซอร์ตรวจจับความตึง มอเตอร์ปรับความตึง กลไกการเปลี่ยนสถานะ เป็นต้น แผนภาพแสดงโครงสร้างของระบบควบคุมความตึงแสดงในรูปที่ 3

ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มต้องการความแข็งแรงในระดับหนึ่งหลังจากการพันขดลวด และวิธีการพันขดลวดแบบดั้งเดิมคือการใช้สปริงเป็นตัวหน่วงเพื่อควบคุมแรงดึงในการพัน วิธีนี้จะทำให้แรงดึงไม่สม่ำเสมอเมื่อมอเตอร์พันขดลวดเร่งความเร็ว ลดความเร็ว และหยุดในระหว่างกระบวนการพันขดลวด ซึ่งจะทำให้ตัวเก็บประจุเสียรูปทรงหรือบิดเบี้ยวได้ง่าย และยังมีการสูญเสียพลังงานในตัวเก็บประจุมากอีกด้วย ในกระบวนการพันขดลวด ควรคงแรงดึงไว้ในระดับหนึ่ง โดยมีสูตรดังนี้

F=K×B×H

ในสูตรนี้:F-เทสชั่น

             K-สัมประสิทธิ์เทสชั่น

             B-ความกว้างของฟิล์ม (มม.)

            ชม-ความหนาของฟิล์ม (ไมโครเมตร)

ตัวอย่างเช่น ความกว้างของฟิล์มเท่ากับ 9 มม. และความหนาของฟิล์มเท่ากับ 4.8 ไมโครเมตร แรงดึงของฟิล์มคือ: 1.2 × 9 × 4.8 = 0.5 (นิวตัน)

จากสมการ (1) สามารถหาช่วงของแรงตึงได้ สปริงกระแสน้ำวนที่มีความเป็นเส้นตรงที่ดีจะถูกเลือกใช้เป็นตัวตั้งค่าแรงตึง ในขณะที่โพเทนชิออมิเตอร์เหนี่ยวนำแม่เหล็กแบบไม่สัมผัสถูกใช้เป็นตัวตรวจจับการป้อนกลับแรงตึงเพื่อควบคุมแรงบิดเอาต์พุตและทิศทางของมอเตอร์เซอร์โว DC คลายขดลวดในระหว่างมอเตอร์พันขดลวด เพื่อให้แรงตึงคงที่ตลอดกระบวนการพันขดลวด

2. เทคโนโลยีควบคุมการพันขดลวด

 ความจุของแกนตัวเก็บประจุมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับจำนวนรอบการพันขดลวด ดังนั้นการควบคุมแกนตัวเก็บประจุอย่างแม่นยำจึงเป็นเทคโนโลยีสำคัญ การพันแกนตัวเก็บประจุโดยทั่วไปทำด้วยความเร็วสูง เนื่องจากจำนวนรอบการพันขดลวดส่งผลโดยตรงต่อค่าความจุ การควบคุมจำนวนรอบการพันขดลวดและการนับจึงต้องมีความแม่นยำสูง ซึ่งโดยปกติจะทำได้โดยใช้โมดูลนับความเร็วสูงหรือเซ็นเซอร์ที่มีความแม่นยำในการตรวจจับสูง นอกจากนี้ เนื่องจากข้อกำหนดที่ว่าแรงตึงของวัสดุต้องเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในระหว่างกระบวนการพันขดลวด (มิฉะนั้นวัสดุจะสั่นสะเทือนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งจะส่งผลต่อความแม่นยำของความจุ) การพันขดลวดจึงต้องใช้เทคโนโลยีการควบคุมที่มีประสิทธิภาพ

การควบคุมความเร็วแบบแบ่งช่วง การเร่ง/ลดความเร็วที่เหมาะสม และการประมวลผลความเร็วแปรผัน เป็นหนึ่งในวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด: ใช้ความเร็วในการม้วนที่แตกต่างกันสำหรับช่วงเวลาการม้วนที่แตกต่างกัน ในช่วงเวลาความเร็วแปรผัน จะใช้การเร่งและการลดความเร็วด้วยเส้นโค้งความเร็วแปรผันที่เหมาะสมเพื่อกำจัดอาการสั่น เป็นต้น

3. เทคโนโลยีการกำจัดโลหะ

 วัสดุหลายชั้นถูกพันซ้อนกันและต้องใช้ความร้อนในการปิดผนึกทั้งด้านนอกและบริเวณรอยต่อ โดยไม่ต้องเพิ่มปริมาณวัสดุฟิล์มพลาสติก แต่จะใช้ฟิล์มโลหะที่มีอยู่เดิม และนำชั้นเคลือบโลหะออกด้วยเทคนิคการลอกโลหะออกเพื่อให้ได้ฟิล์มพลาสติกก่อนทำการปิดผนึกด้านนอก

เทคโนโลยีนี้สามารถประหยัดต้นทุนวัสดุและลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของแกนตัวเก็บประจุได้ในเวลาเดียวกัน (ในกรณีที่ความจุของแกนเท่ากัน) นอกจากนี้ การใช้เทคโนโลยีการกำจัดโลหะสามารถกำจัดชั้นเคลือบโลหะ (หนึ่งหรือสองชั้น) ที่ส่วนต่อประสานของแกนได้ล่วงหน้า จึงหลีกเลี่ยงการเกิดการลัดวงจร ซึ่งจะช่วยเพิ่มผลผลิตของแกนขดลวดได้อย่างมาก จากรูปที่ 5 สรุปได้ว่า เพื่อให้ได้ผลการกำจัดที่เหมือนกัน แรงดันไฟฟ้าในการกำจัดได้รับการออกแบบให้ปรับได้ตั้งแต่ 0V ถึง 35V ความเร็วต้องลดลงเหลือระหว่าง 200 รอบ/นาที ถึง 800 รอบ/นาที สำหรับการกำจัดโลหะหลังจากพันขดลวดด้วยความเร็วสูง สามารถตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าและความเร็วที่แตกต่างกันสำหรับผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันได้

4. เทคโนโลยีการปิดผนึกด้วยความร้อน

 การซีลด้วยความร้อนเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญที่มีผลต่อคุณภาพของแกนตัวเก็บประจุแบบขดลวด การซีลด้วยความร้อนคือการใช้หัวแร้งที่มีอุณหภูมิสูงในการบีบอัดและเชื่อมฟิล์มพลาสติกที่บริเวณรอยต่อของแกนตัวเก็บประจุแบบขดลวด ดังแสดงในรูปที่ 6 เพื่อให้แกนไม่หลวม ต้องเชื่อมติดอย่างแน่นหนา และพื้นผิวด้านปลายเรียบสวยงาม ปัจจัยหลักหลายประการที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการซีลด้วยความร้อน ได้แก่ อุณหภูมิ เวลาในการซีลด้วยความร้อน การม้วนแกน และความเร็ว เป็นต้น

โดยทั่วไป อุณหภูมิในการซีลด้วยความร้อนจะเปลี่ยนแปลงไปตามความหนาของฟิล์มและวัสดุ หากความหนาของฟิล์มที่ทำจากวัสดุเดียวกันคือ 3 ไมโครเมตร อุณหภูมิในการซีลด้วยความร้อนจะอยู่ในช่วง 280 ถึง 350 องศาเซลเซียส ในขณะที่หากความหนาของฟิล์มคือ 5.4 ไมโครเมตร อุณหภูมิในการซีลด้วยความร้อนควรปรับให้อยู่ในช่วง 300 ถึง 380 องศาเซลเซียส ความลึกของการซีลด้วยความร้อนมีความสัมพันธ์โดยตรงกับเวลาในการซีลด้วยความร้อน ระดับการบีบ อุณหภูมิของหัวแร้ง ฯลฯ การควบคุมความลึกของการซีลด้วยความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตแกนตัวเก็บประจุที่มีคุณภาพ

5. บทสรุป

 จากการวิจัยและพัฒนาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตอุปกรณ์ในประเทศหลายรายได้พัฒนาอุปกรณ์พันขดลวดตัวเก็บประจุแบบฟิล์มขึ้นมา อุปกรณ์เหล่านี้หลายชิ้นดีกว่าผลิตภัณฑ์เดียวกันทั้งในและต่างประเทศในแง่ของความหนาของวัสดุ ความเร็วในการพันขดลวด ฟังก์ชันการกำจัดโลหะ และช่วงของผลิตภัณฑ์ที่พันขดลวดได้ และมีระดับเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าในระดับสากล นี่เป็นเพียงคำอธิบายโดยย่อเกี่ยวกับเทคโนโลยีหลักของเทคนิคการพันขดลวดตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม และเราหวังว่าด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตตัวเก็บประจุแบบฟิล์มในประเทศ เราจะสามารถผลักดันการพัฒนาอย่างแข็งแกร่งของอุตสาหกรรมอุปกรณ์การผลิตตัวเก็บประจุแบบฟิล์มในประเทศจีนได้