DE1439179A1

DE1439179A1 - Regenerierender elektrischer Kondensator

Info

Publication number: DE1439179A1
Application number: DE1962S0081765
Authority: DE
Inventors: Gaenge Dipl-Phys Friedrich; Heywang Dr-Ing Hermann; Schill Dr Hermann; Behn Dipl-Phys Reinhard
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-09-28
Filing date: 1962-09-28
Publication date: 1968-11-21
Also published as: CH422993A

Description

Α.- Lluil^^U^^XO^IlUfl U l(i. VLXXUiX^ J.X i. J

*^iJ/ *" 143 9479

P 14 33 179. ö

PA 62/2927

Regenerierender elektrischer Kondensator

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein elektrischer Wickelkondensator mit einem im wesentlichen aus selbständigen Bändern bestehenden Dielektrikum und regenerierfähig dünnen Metallisierungen als Belegungen, die auf weniger als 6/U dicken lackschichten mit auf verschiedenen Längsseiten liegenden freien Randstreifen getrennt hergestellt sind.

Eo ist bereits bekannt, elektrische Kondensatoren, insbesondere Wickelkondensatoren, aus metallisierten Kunststoffbändern herzustellen. Als besonders geeignetes Material hat sich z.B. PolyEthylenterephthalat erwiesen. Aus Polyäthylentereph-

Ue Unterlagen (Art. V μ 1 Abs. 2 Nr. l Satz 3 den Änderungsges. v. 4.9.196

BAD ORIGINAL ² 809809/0663

thalatfolien hergestellte regenerierende Kondensatoren können auf relativ kleinem Volumen sehr hohe Energie speichern. Bei der Herstellung solcher Kondensatoren haben sich verschiedene Schwierigkeiten ergeben. So ist beispielsweise die Kontaktierung der Belegungen durch Aufspritzen von Stirnkontaktschichten schwierig. Dieser Prozess erfordert nämlichhohe Temperaturen, weil nur so die nötige Verschmelzung des Belagmetalles mit dem Metall der Stirnkontaktierung erfolgt. Die Temperatursteigerung wird aber durch das Einsetzen von Schrumpferscheinungen an Kunststoffbändern beschränkt. Es ist daher nicht möglich, die Aufspritztemperatur beliebig zu erhöhen und man ist gezwungen, hierbei einen Kompromiss zu suchen. Diese Erscheinung ist im übrigen nicht etwa auf Polyäthylenterephtlialatfolien beschränkt, sondern tritt bei allen Folien auf, die, wenn auch in geringem Maße, gereckt sind. ■

Als weiterer Nachteil metallisierter Kondensatoren alier Art ist zu erwähnen, daß sich in Poren des Dielektrikums Metalldampf niederschlägt. Die wirksame Dielektrikumsdicke wird dementsprechend - im Vergleich zu Metallfolienkondensatoren herabgesetzt. Es ist vorgeschlagen worden, die Dielektrikumsfolien mit einem Lackfilm zu überziehen, der die Poren abdecken soll. Dieses insbesondere bei Metallpapierkondensa-.toren weit verbreitete Verfahren mindert ohne Zweifel Tiefe und Schädlichkeit der Poren, doch tritt an den Porenstellen nach Verdunstung der Lösungsmittel in jedem Pail wieder eine schwächere Pore auf, so daß die Metallspitzenbildung hierdurch nicht vollständig vermieden wird.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Belegungen je zwischen zwei Lackschichten 2 und 7 eingebettet sind und daß die dielektrischen Bänder 1 die gleiche Breite wie die Lackschichten besitzen und jeweils mit diesen genau aufeinanderliegend gegeneinander derart versetzt aufgewickelt sind, daß die Belegungsränder aus dem Wickelkörper herausragen. ■ BAD ORIGINAL

809809/0 663 - 3 -

Da die Dünnfolienbänder während des Herstellungsverfahrens nur unwesentlich gereckt werden, tritt bei der Beschoopung der auf den Dünnfolienbändern aufgedampften Metallschichten kaum eine Schrumpfung ein und es läßt sich bei der Stirnkontaktierung solcher Belegungen eine wesentlich höhere Temperatur anwenden als bei der Kontaktierung von solchen Metallbelägen, die auf gereckten Kunststoffbändern aufgebracht sind.

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, Kondensatoren in der Weise aufzubauen, daß gleichzeitig unmetallisierte Folien aus Polyäthylenterephthalat mit metallisierten Dünnfolien aus Acetylcellulose zur Herstellung des Kondensators verwendet werden. Hierbei wird 2ieben der Verbesserung der Kontaktierung noch eine Verbesserung der Regeneriereigenschaften des Kondensators erzielt, da Acetylcellulose ausserordentlich gute Regeneriereigenscliaf ten besitzt und auftretende Kurzschlüsse und Schwachstellen noch wesentlich besser ausheilt, als das in Kondensatoren, die aus metallisierten PoIyäthylenterephthalatfolien bestehen, möglich ist.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung von unmetallisierten Isolierstoffolien zusammen mit metallisierten Dünnfolien besteht noch darin, daß der Metallbelag auf die stets wesentlich dünnere Dünnfolie aufgedampft ist, während die den größten Teil des Dielektrikums bildende Isolierstofffolie unmetallisiert ist, so daß in den Poren der Isolierstoffolie keine Metallspitzen, die sich beim Aufdampfen von Metallbelägen bilden können, entstehen können. Der größte Teil des Dielektrikums ist daher spitzenfrei, was zu einer Erhöhung der Durchschlagsfestigkeit des Kondensators führt.

Eine weitere Erhöhung der Durchschlagsfestigkeit des Kondensators läßt sich dadurch erzielen, daß man eine solche Dünnfolie verwendet, die aus zwei Lackschichten besteht, zwischen denen der Metallbelag eingebettet ist, und die in der Weise hergestellt is% wird, daß auf ein Trägerband eine erste

BAD ORIGINAL 8ÜSÖÜS/Ü663 -4-

Lackschicht aufgebracht wird, hierauf durch Bedampfung ein Metallbelag aufgetragen wird und über dem Metallbelag eine zweite Lackschicht angeordnet wird, worauf das gesamte Gebilde beim Einwickeln in den Kondensator von der Trägerfolie abgelöst wird. Hierbei ist die zweite Lackschicht ebenfalls spitzenfrei und weist daher eine erhöhte Durchschlagsfestigkeit auf.

Eine Verbesserung der Regeneriereigenschaften läßt sich immer dann erzielen, wenn das eigentliche Dielektrikum, gebildet durch die unmetallisierte iiolierstoffolie, aus einem Stoff mit nur beschränktem Regeneriervermögen besteht, wie z.B. Polycyclohexylendimethylen-diterephthalat, Polycarbonat, Polyäthjäen, Polystyrol etc.,während die Dünnfolie aus einem entsprechend gut regenerierenden Stoff besteht, z.B. aus Acetylcellülose, Atlrvlacnulose, Nitrocellulose, Mischcellulose verschiedener Art usw. Man erhält aber auch eine Verbesserung der Regeneriereigenschaften wenn man Isolierstoffolien, vorzugsweise Papierbända:, die mit Stoffen imprägniert sind, die für regenerierende Kondensatoren entweder ungeeignet sind oder für regenerierende Kondensatoren nur bedingt Anwendung finden können, wie z.B."Isolieröl für Wechselspannungs-Metallpapierkondensatoren oder Polyvinylcarbazol für hochtemperaturfeste Kondensatoren, zusammen mit metallisierten Dünnfolien aus einem gut regenerierenden Stoff zu Kondensatoren verarbeitet.

In einem Ausführungsbeispiel werden aus Polyäthylenterephthalatfolien in einer Stärke von 6,4/u und Dünnfolien aus Acetylcellülose in einer Stärke von 2,5/U, die mit einem leitenden Belag aus Aluminium versehen sind, Kondensatoren hergestellt, die sich ohne irgendwelche Schädigungen bis zu 3000 V kurzfristig belasten ließen. Vergleichsweise traten bei einer kurzfristigen Belastung eines Kondensators aus metallisierten Polyäthylenterephthalatbändern in einer Stärke von 10/u bereits bei 2000 V Kontaktverschlechterungen und. Isolationsabfälle auf.

■~ "^:; - BAD ORIGSNAL

80 9 809/0663 "⁵~

In der Figur 2 ist der Metallbelag 3 zwischen zwei Lackschichten 2 und 7 eingebettet. Diese drei Schichten bilden eine Dünnfolie, welche auf einem Träger gesondert hergestellt worden ist. Die Dünnfolie wird genau aufliegend auf dem selbständigen Dielektrikumsband 1 verwickelt bzw. zu einem Kondensator geschichtet. Es ist dabei jeweils ein Dielektrikumsband mit der daraufliegenden Dünnfolie versetzt zum benachbarten Dielektrikumsband mit der dazugehörigen Dünnfolie angeordnet. Die Metallbeläge 3 werden von stirnseitigen Kontaktmetallschichten 4 und 5 erfaßt.

6 Patentansprüche
1 Figur

- 6 809809/0663

Claims

Patentansprüche

Elektrischer Wickelkondensator mit einem im wesentlichen aus selbständigen Bändern bestehenden Dielektrikum und regenerierfähig dünnen Metallisierungen als Belegungen, die auf weniger als 6/u dicken Lackschichten mit auf verschiedenen Längsseiten liegenden freien Randstreifen getrennt hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegungen je zwischen zwei Lackschichten (2 und 7) eingebettet sind und daß die dielektrischen Bänder (1) die gleiche Breite wie die Lackschichten besitzen und jeweils mit diesen genau aufeinanderliegend gegeneinander derart versetzt aufgewickelt sind, daß die Belegungsränder aus dem Wickelkörper herausragen.
2. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freitragende Isolierstoffband aus Polyethylenterephthalat besteht.
3. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lackschichten des Dünnfolienbandes aus Acetylcellulose bestehen.
4· Elektrischer Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum ein für regenerierende Kondensatoren schlecht geeignetes oder nur bedingt anwendbares Imprägniermittel enthält.
5. Elektrischer -Kondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel aus Isolieröl oder Polyvinylkarbazol besteht.
6. Elektrischer Kondensator nach einem oder mehreren der An-

ι «eU8 Unterlage, l tAri. Ί ü l Abs. 2 Nr. 1 Satz 3 des Änderungsaes. v. 4.9.196/

Sprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere der verwendeten Kondensatorbänder vor dem Wickeln zusammenkaschiert sind.

8098U9/Ü663