Processo de fabricação de capacitores CA explicado | Principais etapas e verificações de qualidade

Um capacitor CA que falha na primeira temporada recentemente é vítima de um único defeito no campo. Na maioria das vezes, a falha já foi decidida na linha de produção: filme metalizado com bordas irregulares, tensão de enrolamento muito frouxa, spray de contato que não fundiu completamente ou selagem realizada em escritório úmido. Por esse motivo, o processo de fabricação é um indicador mais confiável da qualidade do capacitor do que a etiqueta impressa na caixa.

Para os técnicos de HVAC que substituem peças com defeito e para os compradores que importam capacitores de reposição em grande volume, entenda como os capacitores CA são feitos não é acadêmico. Isso explica porque dois capacitores com o mesmo valor de microfarad e a mesma marcação de tensão podem perder vida útil em taxas muito diferentes dentro da mesma unidade condensadora.

O que o processo de fabricação realmente determina

Cada modo de falha típico de um capacitor CA pode ser atribuído a uma etapa específica do processo. O desvio de capacitância é uma função do controle da espessura do filme e da precisão do enrolamento. Um tan delta ascendente, que é sentido no local como uma temperatura anormal da caixa, é mais frequentemente criado por interrupções de terminação deficiente ou juntas de solda brigas. O abaulamento da caixa e o vazamento de óleo ou resina apontam para entrada de umidade ou descarga parcial interna, sendo que ambos são problemas de colocação. No projeto CBB65, o interruptor de pressão só funciona se tiver sido instalado e calibrado corretamente durante a montagem.

A conclusão é simples: longa vida não é algo que possa ser acrescentado no final da linha de produção. É o resultado de manter o filme limpo, as terminações sólidas e o invólucro vedado durante uma vida útil pretendida.

Os materiais que definem o desempenho de um capacitor

Um capacitor motorizado é construído em torno de um dielétrico feito de filme de polipropileno metalizado, geralmente com apenas alguns micrômetros de espessura. Uma camada muito fina de alumínio ou liga de alumínio-zinco é depositada a vácuo sobre o filme para formar o eletrodo. A qualidade desta camada controla o valor da capacitância, a resistência do eletrodo e a capacidade de autocura do capacitor após uma falha interna.

• O metal pulverizado em ambas as extremidades do elemento enrolado cria a terminação elétrica que conecta todas as camadas do filme em paralelo.
• A caixa é uma caixa de alumínio ou uma caixa de plástico retardante de chamas, dependendo da série e da função pretendida.
• O preenchimento de resina é usado nos designs CBB65 e CBB60 do tipo seco para bloquear a umidade e reforçar o elemento contra vibrações.
• O interruptor de pressão, essencial nas unidades CBB65 com carcaça de alumínio, está mecanicamente ligado à construção interna para abrir o circuito caso a pressão interna aumente anormalmente.

Os materiais comprometidos parecem óbvios, mas na prática são a primeira área onde a produção é orientada para os custos se desviarem. Filme mais fino, alumínio de menor pureza, resina diluída e um design de interruptor mais barato são invisíveis do lado de fora do capacitor acabado.

Passo a passo: como um capacitor CA é fabricado

O fluxo geral é semelhante nas linhas de produção CBB60, CBB61, CBB65 e CD60, com as principais diferenças sendo o design do elemento, o tipo de alojamento e o método de colocação.

Passo 1 — Metalização do Filme

A produção começa com o filme. Uma câmara descartável, vapor de alumínio ou alumínio-zinco é depositada ao lado do filme de polipropileno. Os produtores controlam a resistividade da superfície do revestimento e também criam padrões de margem, deixando uma faixa clara em uma das bordas para que os dois eletrodos do elemento acabado tenham garantia de separação. A espessura do revestimento e a definição da borda neste estágio afetam diretamente o fator de dissipação e a tensão de ruptura do capacitor final.

Passo 2 — Enrolando o Elemento

Dois filmes metalizados, um com margem à esquerda e outro à direita, são enrolados juntos em um núcleo em uma bobinadeira de alta velocidade. Como os filmes são deslocados, cada revestimento metálico sobressai apenas de uma extremidade do elemento cilíndrico. O número de voltas e a tensão do enrolamento definem a área ativa e, portanto, o valor da capacitância. Os enroladores de elementos devem ser mantidos em local limpo e seco; Poeira ou umidade neste estágio tornam-se um ponto fraco oculto dentro da peça acabada.

Passo 3 — Terminação e Pulverização por Contato

Cada extremidade do elemento enrolado é então pulverizada com metal de modo que as camadas salientes do eletrodo sejam fundidas em uma única zona condutora. Estas zonas pulverizadas formam uma área de contato com os cabos, abas ou fios são posteriormente soldados ou soldados. Essa interface transporta a corrente operacional durante toda a vida útil da peça e é um dos locais mais comuns onde uma falha de fabricação aparece posteriormente como geração de calor ou um circuito aberto intermitente.

Passo 4 — Montagem, Impregnação e Vedação

O elemento tratado é colocado em seu alojamento, conectado ao sistema terminal e preenchido ou mergulhado conforme o tipo de construção. Os capacitores CBB65 e CBB60 do tipo seco são necessários com resina após uma etapa de impregnação para deslocamento ou ar residual, porque as cavidades de ar sob alta tensão de campo são a origem da descarga parcial. A caixa é então selada por ondulação e a unidade é curada em forno com temperatura controlada. A qualidade da encomenda é a diferença entre um capacitor que dura uma década e outro que polegada ou vaza após alguns meses de serviço.

Testees elétricos e padrões de segurança que acompanham a produção

Cada capacitor sai da linha através de uma sequência de testes elétricos. Para o comprador, os valores impressos em uma ficha técnica referem-se diretamente a esta etapa da produção, por isso vale a pena saber o que cada número tenta comprovar.

O teste completo também cobre os requisitos de resistência descritos pela IEC 60252-1 para capacitores de motores CA. Os importadores que desejam confirmar se seu fornecedor realmente realiza essas verificações podem seguir o mesmo Processo de verificação IEC 60252-1 usado para unidades CBB65 . A forma como a tensão nominal, a tolerância de capacitância e o tan delta interação na prática é explicada com mais profundidade em nosso revisão dos parâmetros do capacitor AC .

Como a qualidade da produção aparece no campo

Uma fabricação não confiável tende a surgir em padrões reconhecíveis. Uma caixa saliente ou com vazamento, um motor que zumbe, mas não dá partida, ou um compressor que dá um ciclo e depois desarma geralmente direto o técnico para o capacitor. O que parece ser um problema de instalação geralmente é um problema de fábrica:

• A fragmentação das bordas e o projeto de margens fracas causam falhas somente após meses de ciclagem térmica.
• O mau contato com a explosão final aumenta a temperatura do elemento e acelera o envelhecimento.
• A umidade retida durante o enrolamento se transforma em condensação dentro da caixa, o que promove corrosão e perda de isolamento.
• Um interruptor de pressão ausente ou mal calibrado é a diferença entre um circuito aberto seguro e uma lata rompida.

Os técnicos que entendem esse padrão leem uma falha corretamente na primeira visita. Os compradores que entendem isso são os melhores em selecionar fornecedores antes que um lote ruim seja enviado.

O que verificar ao fornecer capacitores CA em massa

Encomendar capacitores por valor microfarad e tensão nominal não é suficiente. Os detalhes relacionados ao processo determinam quantas unidades ainda funcionarão para seus clientes após dois anos. Ao verificar uma cotação, peça evidência do seguinte:

• A tolerância de capacitância alvo para o lote de produção, geralmente ±5% para capacitores de funcionamento.
• O limite tan delta e os dados de teste térmico na temperatura operacional nominal máxima.
• A própria construção da série CBB65, incluindo a presença de um interruptor de pressão funcional.
• O método de colocação para capacitores do tipo seco e as condições de cura utilizadas.
• Registros de testes em lote ou um certificado referenciando testes do tipo IEC 60252-1.

A correspondência de aplicativos também é importante. O serviço do compressor exige uma carcaça de alumínio pesado Capacitor de funcionamento CA CBB65R1 com um interruptor de segurança integrado. As aplicações de funcionamento de ventiladores, bombas e motores em geral são normalmente atendidas por um Capacitor de funcionamento do motor CBB60 . Aplicações que ocorrem de uma rampa curta e de alto torque para fazer um motor girar sob carga usam um Capacitor de partida do motor CD60 .

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Como essas peças passam pelo mesmo canal de substituição que os aparelhos de ar condicionado, unidades de refrigeração e eletrodomésticos, é útil discutir todo o pedido com uma equipe de exportação. Se você quiser comparar detalhes de construção ou solicitar documentos de teste, entre em contato com nossa equipe de exportação com sua capacitância alvo, tensão e volume mensal.