Технология изготовления алюминиевых (сухих) электролитических конденсаторов

Основным типом алюминиевого конденсатора является сухой конденсатор, секции которого изготовляются намоткой из оксидированной анодной алюминиевой фольги, волокнистой прокладки, пропитанная вязким электролитом, а так же неоксидированной катодной алюминиевой фольги и обычно пропитываются после намотки. Для изготовления анодной фольги применяется алюминий высокой степени чистоты (99,95% и 99,99%) – для уменьшения тока утечки и создания хорошего оксидного слоя. Анодная фольга подвергаются травлению, для увеличения ее удельной поверхности при заданной площади анода (рис. 82).

При шероховатой поверхности анода созданный при формовке тонкий оксидный слой следует за всеми неровностями, электролит, служащий второй обкладкой, также заполняет неровности поверхности, что позволяет увеличить емкость, приходящуюся на единицу площади. Отношение общей поверхности травленного анода к его площади носит название коэффициента травления:

. [203]

Коэффициент травления снижается с увеличением формовочного напряжения, то есть с увеличением толщины оксидного слоя. Применяют электрохимическое травление в растворе при температуре

Процесс создания оксидного слоя на поверхности анодной фольги называется формовкой. Формовочное напряжение необходимо брать с известным запасом по отношению к . Чем больше запас, тем толще оксидный слой и тем меньше ток утечки конденсатора; однако в этом случае снижается емкость. Произведение формовочного напряжения на удельную емкость примерно постоянно и называется коэффициентом формовки:

. [204]

При травленных анодах величина должна быть умножена на .

В качестве формовочного электролита может быть взята чистая вода. Но проводимость воды невелика, поэтому применяют раствор борной или лимонной кислоты с небольшой добавкой буры или аммиака. Обычно применяют трехступенчатую формовку. Фольга непрерывно движется через формовочные ванны, которые питаются от отдельных источников энергии с постоянным повышением напряжения на каждой из ванн и постепенным ослаблением раствора электролита (уменьшением концентрации). Затем идет намотка секций на намоточных станках. При намотке секций сухих конденсаторов нарезанные анодные ленты с прикрепленными к ним анодными выводами вкладываются между лентами бумаги и вместе с катодной фольгой наматываются на оправку. После того как катодная лента полностью намотана на оправку, ленты бумаги обрезают и дают дополнительный виток катодной ленты, затем ее обрезают, на секцию надевается скрепляющее резиновое колечко и она снимается с оправки. Намотанные секции подвергают пропитке рабочим электролитом. После чего секцию помещают в алюминиевый корпус, к которому присоединяют катодный вывод; анодный вывод подсоединяется к лепестку крышки.

После намотки и пропитки секция сухого конденсатора имеет резко увеличенный ток утечки. При нарезке анодной фольги повреждается оксидный слой и ток утечки увеличивается. Для заформовки поврежденных участков производят тренировку под номинальным напряжением с последовательным включенным сопротивлением, ограничивающим ток (чтобы не было перегрева). В составе рабочего электролита сухого конденсатора всегда имеется некоторое количество воды. Опасен как недостаток, так и избыток влаги, поэтому такие конденсаторы герметизируют или уплотняют.

Оксидные конденсаторы не подвергаются испытаниям на пробой. Переход к напряжениям выше дает резкое возрастание тока. Конденсаторы с оксидным диэлектриком являются низковольтными. Используются в качестве накопителей энергии. Неполярные сухие конденсаторы используются для пуска однофазных двигателей.