Procédé de fabrication d'un condensateur électrique. La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'un condensateur élec trique et à un condensateur fabriqué selon ce procédé.
Le procédé selon l'invention est caracté risé en ce qu'on revêt une feuille métallique d'une matière isolante et en ce qu'on assemble ladite feuille revêtue avec une autre feuille pour former le condensateur.
Parmi les avantages de l'invention, on peut mentionner que le contact. intime entre la feuille et le revêtement évite l'hétérogé néité du diélectrique qui résulterait de l'exis tence de poches d'air, si les matières diélec triques étaient sous la forme de feuilles sépa rées et. que la feuille métallique offre un sup port mécanique pour les substances, souvent de composition organique, qui ont de bonnes propriétés électriques,, mais ne peuvent être mises sous la forme de feuilles minces ni uti lisées sous cette forme.
lie dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de condensateurs conformés à l'invention et quel ques opérations faisant partie du procédé.
La fig. 7 représente schématiquement un dispositif pour la fabrication de condensa teurs tubulaires.
La fig. ? représente en cc une coupe dia métrale et en b une vue extérieure d'un con densateur tubulaire, tel qu'on peut l'obtenir à l'aide du dispositif de la fi-. 1. La fig. 3 représente en perspective un condensateur plat.
La fi-. 4 représente un stade du processus mis en évidence sur la fig. 1, stade au cours duquel une feuille est revêtue de manière à présenter un bord libre de matière de revête ment.
La fig. 5 représente la fabrication d'un condensateur, en utilisant des feuilles dont l'un des bords n'est pas revêtu.
La fig. 6 représente schématiquement la coupe d'un condensateur à feuilles intercalées. La fig. 7 représente schématiquement un condensateur semblable, mais comprenant des moyens de réduction de la. self-induction. moyen.,; fig. 1 représente un dispositif pour la fabrication d'un condensateur roulé formé d'une feuille étroite revêtue de matière iso lante et roulée avec une feuille plus large sur une carcasse. La. feuille étroite 1 provient d'un dévidoir ? et est tout d'abord aplatie, en tra versant des rouleaux à pression 3.
Elle passe ensuite dans un bain de lavage 4 contenant, du trichloréthylène et entre des plaques de sé- ehage :53 jusqu'à un premier bain diélectrique 6 contenant une solution de polystyrolène dans du tr ichloréthy lène ou du benzène. En quittant ledit bain diélectrique, la feuille passe entre les électrodes 7 pour un chauffage par haute fréquence, puis à travers un second bain diélectrique â d'une composition analogue au premier.
En quittant le second bain, la feuille 1, portant. son revêtement isolant, rencontre la feuille large 9 provenant chi dévidoir 10 et qui passe entre les rouleaux à pression 11 où. elle est aplatie. Les deux feuilles passent en suite ensemble entre deux jeux de rouleaux à pression réglable 12 et 13, puis sur l'axe d'en roulement 14.
Un temps de séchage d'environ 2 minutes est nécessaire. Un seul bain diélectrique peut suffire, étant donné que l'épaisseur du revê tement peut être commandée dans une mesure considérable en faisant varier la viscosité de la solution diélectrique.
L'avantage du séchage en 5 et 7 par indue- tion à haute fréquence est que, ledit chauf- fage étant le résultat du passage dans la feuille de courants de Foucault, les parties intérieures du revêtement de la feuille sont séchées avant ses parties extérieures.
On ob tient ainsi Lm revêtement pratiquement libre d'inclusions d'air ou de solution qui peuvent se présenter à la température ambiante, proba blement en raison du fait que la surface exté rieure du revêtement. sèche alors avant ses parties intérieures; on a constaté que de telles poches ont des effets électriques très fâcheux, particulièrement sur la tension de rupture et sur l'angle de phase.
Bien qu'un type quelconque de condensa teur roulé puisse être réalisé à l'aide du dis positif représenté schématiquement à la fig. 1, on a constaté que le type de la fig. 2 était particulièrement satisfaisant à l'usage. Cette construction est surtout indiquée pour des va leurs de capacité jusqu'à 0,5 @r,F. La carcasse 15 de matière isolante est tubulaire et sa lon gueur est intermédiaire entre les largeurs des deux feuilles, à savoir la feuille revêtue étroite 1 et la feuille revêt-Lie large 9.
A son extré mité de gauche, la feuille large 9 qui -dépasse l'extrémité de la carcasse tubulaire 15 est ra battue à l'intérieur comme indiqué en 16, puis serrée entre la. rondelle 17 et l'extrémité de la carcasse. Une long Lie vis 18 traverse la rondelle 17, puis la totalité de la carcasse 15,pour émer ger à l'extrémité de droite où elle reçoit -une autre rondelle 19 et un écrou de fixation 20.
La feuille étroite 1 est prolongée de quelques .tours au-delà de la feuille large 9, le plus ,extérieur desdits tours étant décapé du revé- tement isolant. Une bande de serrage 21 en cercle la partie médiane du condensateur roulé et permet de le fixer solidement par la vis 22; une cosse 23 déborde de la tête de la vis. Enfin, une enveloppe plastique 24 est formée autour de l'élément condensateur polir le protéger mécaniquement, l'isoler électrique ment, et le sceller hermétiquement.
Les con nexions électriques au condensateur sont effectuées par l'intermédiaire de la saillie 25 de la. vis 18, d'une pais;, et de la cosse 23 et de la bande de serrage 21, d'autre part. La saillie 25 de la vis 18 peut être uti lisée pour fixer l'élément en place le cas échéant.
L'une des raisons d'utiliser des feuilles de largeurs différentes est que le revêtement de la feuille est susceptible d'être plus faible sur ses bords et à leur proximité, de somte qu'il est plus sûr de laisser entre les bords des deux feuilles Lui intervalle d'a.Li moins 3 min. Une autre raison est que, comme il est bien connu en ce qui concerne les condensateurs tubu laires roulé, on peut conserver un meilleur contrôle de la capacité linéaire.
La fig. 3 représente également un conden sateur roulé, mais cette fois de type plat. cou- venant à des valeurs de capacité jusqu'à <I>2</I> jcF. Ici, la carcasse est une bande métallique plate 26 comprenant une cosse de connexion élec trique. Une description plus détaillée est ren due inutile par le fait. que les parties corres pondantes portent les mêmes chiffres de réfé rence sur la fig. 3 et sur les fig. 2.
On comprendra aisément que l'enveloppe plastique 24 pourrait être remplacée, le cas échéant, par un boîtier métallique.
Un autre procédé tenant compte du même désir d'éviter un contact de bord entre les deux feuilles, fait usage de deux feuilles iden tiques de largeur égale et toutes deux revê tues, mais le revêtement de chaque feuille cesse à proximité de l'un des bords. L'obten tion d'une telle feuille est mise en évidence à la fig. 4 d'après laquelle on peut voir que, plutôt que de tenter l'opération assez difficile consistant à retirer le revêtement d'un bord.
déjà revêtu, il est plus simple clé faire tra verser à la feuille le bain diélectrique de fa çon que l'un des bords ne reçoive pas clé revê- teriieiit sur urne largeur désirée quelecnque.
Sur la fig. 5 deux feuilles de ce type sont roulées ensemble stir une carcasse avec un léger décalage relatif axial. Le bord de gau che 28 de la feuille 27 est non revêtu et. il se trouve légèrement sur la gauche <B>(le</B> la feuilla 29, dont. le bord non revêtu est celui clé droite, 30.
La carcasse consiste en une tige ou un tube (le céramique 31 muni clé capsules ter ininales à rebords 32 et<B>33,</B> tournées dans du laiton. .1u cours clé l'enroulement, le bord non revêtu 28 assure le contact avec la. capsule 32 et le bord 30 avec la capsule 33. La fixation du bord non revêtu est obtenue au nioven de brides (non représentées) et une protection méeaniqu-cI est. assurée à la feuille en glissant un tube de céramique 3-1 sur les rebords de la capsule terminale.
Le scellement est effec tué par revêtement. d'argent des bords 3:5 du tube de céramique C application de soudure entre le bord du tube et la surface des re bords de la capsule.
Un avantage (le cette dernière cou struc- tion est qu'à condition que le bord exposé de la feuille soit propre, on peut obtenir un contact sur toute la longueur de la feuille, ce qui réduit dans une mesure importante la self-induction<B>(lit</B> condensateur.
Pour (le faibles valeurs de capacité, par exemple jusqu'à 20 000 mieroniicrofarads, il petit être préférable d'éviter l'emploi d'une machine d'enroulement @et (le fabriquer le con densateur à la main, en utilisant tune construe- tiori en accordéon. Les fi < -. 6 et 7 représentent deux constructions de ce genre.
Sur la fig. 6, les deux feuilles 34 et 3:5 ont leurs revêtements isolants 36 et. 37 sur une seule face. Chaque feuille est repliée sur elle-même clé la manière représentée, l'autre feuille étant intercalée de façon que les deux revêtements 36 et 3 7 soient en contact.
Le che vauchement. n'est due partiel, de manière à laisser des parties 38 et 39 servant de cosses pour la connettioii électrique. Si l'on utilise (le la feuille de cuivre, on peut effectuer une connexion soudée avec les cosses exposées;
se lon une variante, elles peuvent être serrées mécaniquement. Le:, deux feuilles 3-1 et 35 ont de préférence des largeurs différentes, et ceci pour deux raisons: premièrement, comme déjà indiqué, il est désirable d'éviter due les par ties les plus faibles clés deux revêtements, c'est- à-dire sur leurs bords, soient juxtaposées;
deuxièmement, une précision extrême n'est pas nécessaire dans l'alignement des deux feuilles, la plus étroite pouvant cecuper toute posi tion dans les limites (le la plus large. L'élé ment complet est serré entre deux plaques ter minales de papier liées à la résine synthéti- qu 'c,.
Sur la<U>fi-.</U> 7, les feuilles ont la. même lar geur. Chacune des feuilles est coupée en une bande plate -10 ou -fl, lesdites bandes sont en suite pliées en deux selon leur grand axe .1 - _ et les deux bandes pliées sont intercalées l'une dans l'autre comme représenté.
La construction en pliage double de la fiy. 7 présente l'avantage que, si elle est réali sée à partir de feuilles revêtues de façon con tinue, seules ls extrémités doivent être dé capées et. due ].'élément est non inductif, en raison de la construction en couches inver sées.
En modifiant la nature du diélectrique utilisé, on petit obtenir des condensateurs équivalant approximativement à des conden sateurs au mica ou au papier; d'autre part, en utilisant une charge de poussière de céra mique du type à. constante diélectrique élevée, il est possible d'obtenir le même rapport eapacité/v oluine qu'avec -un condensateur élec trolytique, mais sans les limitations de durée et d'application de ce dernier type de conden sateur.
Pour obtenir des condensateurs à. fai bles pertes permettant. un usage approxima- tivement identique à celui d'un condensateur ait mica, on a -utilisé du polystyrolène. L'un des inconvénients de cette substance est qu'elle se ramollit à une température relativement basse (70 C) ; mais des dérivés du sty rolène, tels que le dichlorostyrolène et autres compo sés du chlore non polarisés, conviennent par faitement.
En ce qui concerne les condensateurs à grande capacité, il y a lieu de remarquer qu'en général les plastiques ayant une constante diélectrique élevée offrent des pertes diélec triques correspondantes également élevées, de sorte que dans l'effort pour obtenir un rap- p.oTt capacité/vol-Lune de grande valeur, il faut sacrifier l'angle de phase du condensateur. Toutefois, il en est de même pour des conden sateurs au papier connus.
Les condensateurs plastiques présentent des pertes diélectriques importantes, mais une constante diélectrique élevée. Cela fait du condensateur plastique un équivalent raisonnable an condensateur au papier.
Différentes matières plastiques ou orga niques sont connues, qui possèdent les pro priétés électriques nécessaires, par exemple le cyelohexanone.