DE1789093A1 - Regenerierender elektrischer Kondensator - Google Patents

Description

• Reaenerierender--eleetriecher-Aendenpator Vorliegend3 Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Wickelkondennatorg bestehend aus selbständigen nicht metalli. sierten DielektrikumsbI-Indern und aus auf HilfotrUgerfolten hergestellten Dünnfolleng welche jeweiln aus zwei Lankochioh-.ten und einer dazwischen angeordneten eietallisierung be- stehen, wobei die Metallisierungen als Belegungen dienen und versetzt zueinander angeordnet sind und die Belegungen von stirneeitig aufgebrachten Kontaktschichten erfaßt sind* Aus der französischen Patentschrift 1 282 302 ist es bekannt, zwischen zwei DUnnfolien ein nicht metallisiertee Dielektrikumsband einzulegen und zu verwickeln, Dadurch entsteht ein Kondensator mit einen ungleichmnßigen Dielektrikulas Die einen Dielektrikumalagen bestehen nämlich aue zwei Lackachichten und einen dazwischen angeordneten Dielektrikumeband und die anderen Die-lektrikumolagen nur aus zwei Lack- schichten.
• Weiterhin ist es bekennt# elektrische Kondennatoreng insbesondere Wickelkondeneatoren# aus metellteierten Kunststoff-Undern herzustellen* Als besondere geeigneten Material hat sich z, Be Polyätbylenterophthalat erwiesen* Aus Polyäthylentersphthalat.tolien hergentellte regenerierunde 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 nämlich hohe Temperaturen,weil nur so die nötige Verschmelzung des Belagmetalles mit dem Metall der Stirnkontaktierung erfolgt. Die T.emperatursteiigerung wird aber durch das Einsetzen von Schrumpferscheinungen an Kunstatoffbändern beschränkt. Es ist daher nicht möglich, die Aufspritztemperatur beliebig zu erhöhen und man ist gezwungen, hierbei einen Kompromias zu suchen. Diese Erscheinung ist im übrigen nicht etwa auf Polyäthylenterephthalatfolien beschränkt, sondern tritt bei allen Folien auf, die, wenn auch in geringem Maße, gereckt sind.
• Als weiterer Nachteil metallisierter Kondensatoren aller 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 Di.elektrikumsfolien mit einem Lackfilm zu überziehen, der die Poren abdecken soll. Dieses insbesondere bei Metallpapierkondensatoren weit verbreitete Verfahrenzindert ohne Zweifel Tiefe und, Schädlichkeit der Poren, doch tritt an den Porenütellen nach, Verdunstung der Lösungsmittel in jedem Fall wieder eine schwächere Pore auf, so daß die Metallepitzenbildung hierdurch nicht vollständig vermieden wird.
• Um diese Nachteile zu vermeideng wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die entreckbaren Dielektrikumsbänder die gleiche Breite wie die-Dünnfolien besitzen und jeweils ein Dielektrikumsband und eine Dünafolie genau aufeinanderliegend angeordnet sind und daß diese Anordnungen gegeneinander verffl setzt aufgewickelt sind. 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 Kunstatoffbändern aufgebracht sind* Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, Kondensatoren in der Weise aufzubauen, daß gleichzeitig unmetallisierte Polien aus Polyäthylenterephthalat mit metallisierten Dünnfolien aus Acetylcellulose zur Herstellung des Kondensators verwendet werden. Hierbei wird neben der Verbesserung der Kontaktierung noch eine-Verbesserung der Regeneriereigenschaften des Kondensators erzielt, da Acetyleellulose außerordentlic# gute Regeneriereigenschaften besitzt und auftretende Kurzschlüsse und Schwachstellen noch wesentlich besser ausheilt, als das in Kondensatoren, die aus metalliaierten Polyäthylenterephthalatfollen bestehen, möglich ist, Ein weiterer Vorteil der erfindungegemäßen Anordnung von unmetallisierten Isolierstoffolien zusmmmen mit metallisierten Dünnfolien besteht noch darin, daß der Metallbelag auf die stets wesentlich dünnere DÜnn olie aufgedampft ist, während die den größten Teil des Dielektrikums bildende Isolierstofffolie unmetallisiert ist, so daß in den Poren der Isolierstoffolie keine Metallapitzen, die sich beim Aufdampfen von Metallbelägen bilden können, entstehen können. Der größte Teil des Dielektriklims ist daher apitzenfrei, was zu einer Erhöhung der Durchochlagafestigkeit des Kondensators führt. Eine weitere Erhöhung der Durchschlagefestigkeit des Konden-' sators wird dadurch erzielt, daß die Dignnfolie aus zwei lackschichten 'bestehtg zwischen denen der Notallbelag eingebettet ist, und die in der Weise hergestellt wird, daß auf ein Trägerband eine erste 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 Isolierstoffolie, aus einem Stoff mit nur beschränktem Regeneriervermögen besteht, wie z. B. Polycyclohexylendimethylen-diterephthalat, Polyearbonat, Polyäthylen, Polystyrol ete., während die Dürlüfolie aus einem entsprechend gut regenerierenden Stoff besteht, z. B. aus Acetyleellulose, Äthyleelluloseg Nitrocellulose, Mischeellulose verschiedener Artusw. Man erhält aber auch eine Verbesserung der Regeneriereigenschaften, wenn man Isolierstofffolien, vorzugsweise Papierbänder, 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 Wechselapannunge-Metallpapierkondensatoren oder Polyvinylkarbazol 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 und Dünnfolien aus Acetylcellulose in einer Stärke von 2,5 die mit einem leitenden Belag aus Aluminium versehen sind, Kondensatoren hergestellt, die sich ohne irgendwelche Schädigungen bis zu 3000 V kurzfriätig 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.
• In der Figur ist der Igetallbelag 3 zwischen zwei Lackschichten 2 und 7 eingebettet. Diese drei Schichten bilden eine Dunnfolie, 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 Kontaktmetallechichten 4 und 5 erfaßt.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s r ü c h e 1. Elektrischer Wickelkondensator, bestehend aus selbständigen nicht metallisierten Dielektrikumsbändern und aus auf Hilfsträgerfolien hergestellten Dünnfolien, welche jeweils aus zwei Lackschichten und einer dazwischen angeordneten Metallisierung bestehen, wobei die Metallisierungen als Belegungen dienen und versetzt zueinander angeordnet sind und die Belegungen von stirnseitig aufgebrachten Kontaktschichten erfaßt sind, d a d u r c h g e - k e n n z e i o h n e t 9 daß die entreckbaren Dielektrikumsbänder die gleiche Breite wie die Dünnfolien besitzen und jeweils ein Dielektrikumsband und eine DÜnn olie genau aufeinanderliegend angeordnet sind und daß diese-Anordnungen gegen-einander versetzt aufgewickelt sind.
2. 2. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i o h n e t 9 daß das freitragende Isolierstoffband aus Polyäthylenterephthalat besteht.. 3. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, d a - d u r o h g e k e n'n z e i o h n e t p daß die Lackschichten des Dünnfolienbandes aus Acetyleellulose bestehen. 4. Elektrischer Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r o h g e k e n n z e i o h n e t daß das Dielektrikum ein für regenerierende Kondensatoren schlecht geeignetes oder nur bedingt anwendbares Imprägniermittel enthält. 5. Elektrischer Kondensator nach'Anspruch 4, d a d u r ' o h g e k e n n z e i o h n e t 9 daß das Imprägniermittel aus Isolieröl oder Polyvinylkarbazol besteht. Elektrischer Kondensator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 59 d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t., daß zwei oder mehrere der verwendeten Kondensatorbänder vor dem Wickeln zusAmmenkaschiert sind.