Brevet FR2623008A1 — publié le 19890512

Condensateur cylindriqùe pour courant alternatif, à sorties axiales. la présente invention concerne un condensateur cylin -drique et circulaire du type à mylar ou film MKH , MKT , I2C, ce non limitatif de type de film et autocicatrisant, avec substrat métallique et destiné à être branché sur tensions alternatives de toutes valeurs et fréquences. Dans l'état de la technique, les condensateurs sont réalisés en différents matériaux, tels céramique,mica, papier, résine, métal, verre, quartz, sous toutes formes et particulièrement en des films hautes stabilité, ceci pour satisfaire les besoins des techniques nouvelles, telles hautes fréquences, hyper fréquences, à champs, à te tes magnétiques, à ajustement et jouant aussi sur la capacité des diodes Zeners suivant un jeu de plage de tension et de courant. l'ajustement de certain type de condensateurs tant en alternatif qu'en continu, pouvant être effectué, piloté par des iodes Zeners mentionnées, en entrée, sortie, en pont, dérivation, de même avec diode à gachette, y compris avec ou sans transistor de déclanchement, l'utilisation des dites diodes, transistors et autre semi-condusteurs étant motivée en fonction de leur comportement capacitif, telle par exemple celle cité dans la demande de brevet français 87-08486, dans des montages impliquant des conden -sateurs polarisés ou non. La techniques de fabrication des condensateurs pour courant alternatif est basé en grande partie sur des empi -lages succéssifs de film diélectrique polycarbonate, poly -propylène, polyéthylenéterephalate, polyester, polyacrilate ce pour des condensateurs de forme parallélépipèdique, aux contingences de fabrications particulières, la métalisation de ces films cités est de quelques centièmes de micron, et elle est réa -lisée sous vide. A cet empilage de film est ensuite appli -qué des armatures conductrices , et les ensembles sont débités transversalement, à la suite les uns des autres,et ont donc une forme parallélépipèdique.Les deux cotés d'iso -lant'(Fig.l) étant appliqués avant le tronçonnage,idem pour les armatures, le dit tronçonnage donne donc de chaque coté du condensateur, soit respectivement dessus et dessous, la protection isolante étant latérale, deux cotées w ,10X) non -isolés en cours de fabrication et de par la nécéssité de celle-ci, à son réglage permanent de la profondeur du sciage(16) En effet, celui-ci est réglé par un système connu, en fonc -tion des sondages d'une part, et de l'échantillon à obtenir d'autre part, sciage asservi par un contrôle permanent d'é -chantillon et pilotage par ordinateur. Les isolants dans ce type de réalisation peuvent être donc placés à tous moments de la fabrication sur les parties laté -rales,mais en aucun cas sur la partie à tronçonner(9,10)étant donné comme nous l'avons vu, que la profondeur de cette coupe est variable de par la qualité de l'échantillon, celle-ci dépendant pour beaucoup de la densité de métallisation sous vide, du métal utilisé, et du film utilisé. Dans le cas de réalisation des condensateurs cylindriques, (Fig.2), il s'agit le plus souvent d'une feuille de film diélectrique comportant le dépot métallique, laquelle est enroulée sur elle même (13,fa.2), la surface portante étant conséquante et l'épaisseur du film tout autant, de l'ordre de 1,5 fois minimum de ce qui est réalisable par empillement, tout ceci pour subir et résister à l'effort de traction lors de l'opération d'enroulement de la feuille. Cette technique comporte donc les inconvénients suivant pour les capacités à films succéssifs, toutes les faces ne sont isolées simultanément dans le moulage , dans un seul isolant formant gaine, et présente ainsi un risque de con -tournement électrique, parasite, émission lumineuse, cica- -trisation externe se combinant avec l'air et amenant des composés charbonneux, tant en matère qu'en gaz, avec une perte rapide de capacité, cette cicatrisation externe étant plus destructrice que la cicatrisation interne, d'ailleurs ce type de cQndensateur est connu pour être auto-cicatrisant. Le risque de contournement est évident lorsqu'on utilise de telles capacités en ballast abaisseur ou la tension de démarrage est Supérieure à la tension de fonctionnement, et présentant dans certains cas un risque de contournement électrique lors de la surtension transitoire, ce procédé de fabrication ne permet donc pas d'isoler toutes les faces vives autres que les armatures avant séparation du pain de mylar ou film plastique. belon l'invention et pour des condensateurs tels cités ci-dessus, de capacité de 1 pico à 100 microfarad,l'isolat est posé en une seule fois et sur toutes les faces -vives entre les armatures, ou les cotés externes des films em -pilés et débités. 'isolant forme une enveloppe unique et continue, ce autour de la capacité. Selon l'invention, aucune partie conductrice du film métallisé, tel décrit ci-avant, n'est accessible. Les capacités sont produites en toutes formes à partir de boudins ou cylindres de disques diélectriques circulaires empilés et de même diamètre à quelques microns prés dû à l'usinage. Dans le cas ou le dit boudin ne serait pas cylindrique, de part les méthodes de préparation et fabrication et de contrôle des capacités à débiter , des fraises externes (11) semi-hémisphériques concaves viennent éliminer la partie non circulaire pour obtenir un cylindre (Fig.3) conformé -ment à l'invention. Ensuite le boudin est fixé dans une gaine isolante et débité selon la capacité désirée, le diamètre et la longueur sont donc extrapolables. les pattes. selon l'invention, sont axiales (14,Fig.4) et sont fixées sur les armatures, lesquelles étant sur les faces planes du dit tronçon cylindrique. Une des techniques de fabrication d'un tel condensateur consiste en ce que l'ajustage de la capacité à lieu sur toute la circonférence de celui-ci par moyen approprié. Selon une variante, la capacité n'est pas forcément cy -lindrique et peut être d'autre form.De même pour renforcer l'absence de contournement externe, lors de l'application de la gaine, celle-ci est déposée sous vide d'air avec un ou plusieurs gaz neutres incomburant saisi entre l'enve -loppe et le condensateur (Fig.5). Dans le cas d'un diamètre impératir à respecter, l'ajus -stage se fait dans le sens de la longueur de la capacite, le boudin étant comprimé de façon que le mylar ou le plas -tique ne se défasse pas. Dès que la scie (Fig.5) a débité le premier tronçon, la première armature est montée sur le cylindre non-débité,et ensuite, la deuxième armature est déposée sur la deuxième face et les sorties sont soudées dessus. Selon une variante à l'invention , une piste résistive de 1000 à 1 million d'Ohm est déposée le long de la capa -cité, en cours de fabrication de celle-ci, soit sur les extrémités des tranches du film, soit dans l'isolant,soit sur l'isolant, dans loups les cas avec contacts aux bornes. Selon l'invention , une variante consiste en ce que les cylindres sont débités à la bonne capacité placé sous un film plastique isolant rétractible, soit par ultra-violet, effet joule, contrainte à dépréssion, vide, ou autre pro -cédé, et laissant une encoche de chaque coté du cylindre pour le remplissage de l'armature par la soudure en fusion, à chaud ou à froid. Les disques formant un tel condensateur cylindrique sont empilés donc succéssifs et subissent une opération externe de fraisa,,eou usinage jointif et toutes les faces du disque sont isolées dans le même matériaux, à la façon d'un manchon , suivant les procédés décrits plus haut, la gaine isolante peut être obtenue à partir d'une extrudeuse. (Fig.5)12). Une autre variante de l'invention consiste en ce que la dite capacité cylindrique a plutot la forme d'un disque (5) de 1 à 1,5 cm d'épaisseur et de diamètre de 22 à ;i3,5 mm pour pénétrer et être logé dans des culots Edison (7) de certaines lampes. Les sorties axiales (1,2) favorisant le positionnement central des amenées de courant, notament celle du bas (1) dans la vitrite (4) ou autres corps. il n'est plus alors nécéssaire que de tirer le condensa -teur vers le fond, de couper la partie cuivrée étamée dépassant et de déposer une goutte de soudure pour main -tenir et sceller l'amenée de courant et le condensateur. La sortie du haut (2) peut être plus ou moins courbée (6) selon l'utilisation (Fig.7). Sur ce type de condensateur, il est possible de position -ner une piste résistive ae shunt (3) telle définie plus haut (Fig.6). La fabrication selon l'invention à ce type de culot n'est pas limitative, et elle est réalisable pour tous types de culots, à savoir 3 22, 1 14, Goliath et tous autres normalisés ou non. Selon l'invention, la piste résistive peut être déposée sous forme de pâte, film, substrat collé à un coté fraisé de la capacité, reliant les deux armatures et ainsi empri -sonnée dans l'isolant (8) entre celui-ci et la capacité. Le dit shunt peut être dans l'isolant, tout ou partie, ce qui supprime définitivement le shunt externe en déri -vation, long et couteux à monter outre les multiples opé -rations de soudure, pliage, contrôle. L'intéret d'une telle isolation de to-utes les faces de la capacité est qu'elle élimine tout contournement élec -trique d'un disque capacitif trés peu épais, mais aux armatures nécéssairement importantes. (15). Leurs dimensions étant trop différentes l'une de l'autre, avec une prépondérance des armatures dans l'ensemble. Les bruits de claquages externes et de contournements sont supprimés, de même le bruit de courant. Dans le cas de charges de filtrages propres en utilisation pour ballast transformateur, ou il faut redresser la réac- -tance pour une meilleurs impédance, les armatures sont résistives, mais de façon à ne pas provoquer d'effet Joule destructeur du condensateur. Les sorties axiales per@ettent le logement dans un culot nor@alisé , et avec soudure courte et dans l'axe du culot, en son centre . Selon l'invention , l'épaisseur du diélectrique de ce condensateur est la même que pour les capacités parallélé -pipèdiques . R B V B Ii D I C a 2 I 0 iM S 1) Condensateur de type MKH, MKC, MKT, autocicatrisant pour courant alternatif de toutes fréquences, de type film métalisé, caractérisé en ce que la capacité est formée de films empilés succéssivement suivant format cylindrique, l'ensemble étant enrobé d'isolant sur toutes ses faces sauf les armatures 2) condensateur selon revendication 1 caractérisé en ce qu'un shunt résistif (3) est placé sur un coté cylindrique, entre la capacité et le film d'iso -lant 3) condensateur selon revendication caractérisé en ce que tout contournement des disques et des armatures est éliminé par une isolation de toutes les faces de la capacité 4) condensateur selon revendication 1 caractérisé en ce que les sorties(1,2) de courant sont axiales (14) 5) condensateur selon revendication 1 caractérisé en ce que l'isolant est placé sous vide d'air 6) condensateur selon revendication 1 caractérisé en ce que les armatures comportent une charge résistives lorsque la capacité est utilisé en tant que ballast transformateur pour lampes et logé dans le culot de celles-ci 7) condensateur selon revendication 4 caractérisé en ce que les sorties axiales permettent le logement dans un culot normalisé et avec soudure courte et dans l'axe du culot , en.son centre 8) condensateur selon revendication 1 caractérisé en ce que l'aspect cylindrique est obtenu par frai sage convexe 9) condensateur selon revendication 1 caractérisé en ce que ltépaisseur du diélectrique est la meme que pour les capacités parallélépipèdiques 10) condensateur selon revendication 1 , caractérisé en ce qu'il est réalisable pour tous types de culots