电动汽车拆解 十八到二十二.docx
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电动汽车拆解 十八到二十二.docx
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电动汽车拆解十八到二十二
马达(十八):
使用铁氧体磁铁的HEV驱动马达
图1:
北海道大学开发的使用铁氧体磁铁的驱动用马达
采用以2枚定子夹住1枚转子的轴向间隙型马达构造。
现有电动汽车(EV)及混合动力车(HEV)则采用在定子轴方向内侧配置转子的径向间隙型马达。
使用铁氧体磁铁的马达存在着扭矩低、容易发生不可逆退磁等问题,目前尚无用于汽车驱动用途的先例。
此次,北海道大学通过采用与传统电动汽车(EV)及混合动力车(HEV)马达构造不同的轴向间隙型构造,使铁氧体磁铁马达实现了与市售HEV用马达同等的输出功率密度。
北海道大学开发出了用于混合动力车(HEV)的驱动马达(图1)。
虽然以铁氧体磁铁代替了Nd(钕)类磁铁,却实现了同等于现有Nd类磁铁驱动马达的性能。
铁氧体磁铁此前存在扭矩低、容易发生不可逆退磁等问题(图2)。
此次通过解决这些课题,在同等于市售HEV(2003年上市的丰田“普锐斯”)驱动用马达的体积下,实现了同等的51.5kW输出功率(图3,表1)。
图2:
使用铁氧体磁铁的驱动用马达存在的课题及对策
课题是扭矩低、铁氧体磁铁容易发生不可逆退磁。
通过采用轴向间隙型马达、分段构造以及优化定子槽数解决了这些课题。
另外,与现有轴向间隙型马达相比,还通过新采用分段构造,减少了随着转子偏移而产生的机械损失。
图3:
马达的输出功率
在1700rpm下输出功率可达到51.5kW。
今后将确保高转速区的输出功率。
驱动马达采用了两种新构造。
分别为
(1)与现有电动汽车(EV)及HEV不同的轴向间隙型马达(图4),以及
(2)自主开发的转子构造——将铁氧体磁铁与压粉铁芯呈交替状配置“分段构造”(图5)。
此前因Nd类磁铁的性能高于铁氧体磁铁,一直被驱动用马达使用。
从性能指标——能量积(剩余磁通密度×保磁力)来看,Nd类磁铁比铁氧体磁铁高出10倍左右。
但Nd类磁铁的成分——稀土因全球90%的产量依赖于中国而存在制约。
如果中国限制稀土供应,便会限制日本的竞争力。
要规避Nd类磁铁的采购风险,必须考虑利用资源丰富的铁氧体磁铁。
利用新构造解决铁氧体磁铁的课题
驱动用马达采用铁氧体磁铁时,存在
(1)扭矩比Nd类磁铁低、
(2)容易发生不可逆退磁等课题。
扭矩与马达的尺寸成正比。
要用铁氧体磁铁确保与Nd类磁铁同等的扭矩,理论上只要增加马达的尺寸就能达到目的。
但汽车需要最大限度地确保车内空间,因此无法安装大尺寸马达。
不可逆退磁也是一大课题。
磁铁会沿着从N极到S极的方向产生磁通量。
启动马达时,会从定子磁铁向转子磁铁流过与磁铁的磁通量方向相反的磁通量。
此时,如果反方向的磁通量较强,就会导致磁铁的磁力下降。
这就是不可逆退磁。
如果磁铁的磁力较强,就不易发生不可逆退磁。
Nd类磁铁可轻松避免这种现象,但铁氧体磁铁因磁力较弱,比较容易退磁。
此次开发的驱动用马达使用铁氧体磁铁,因此存在上述两个课题。
北海道大学通过采用轴向间隙型构造与分段构造、优化定子槽数三项措施解决了这些课题。
采用轴向间隙型马达
首先通过采用轴向间隙型马达与分段构造解决了扭矩低的问题。
轴向间隙型马达采用转子和定子沿马达轴方向重叠配置、沿轴方向流过磁通量的构造。
如果是HEV等发动机舱较小的汽车,马达的轴方向长度有限,采用现有马达构造很难确保较大的扭矩。
轴向间隙型构造可在轴方向的转子面与定子面之间产生磁通量,因此即使马达长度较短,也比较容易确保扭矩。
轴向间隙型马达以前一直用于个人电脑的冷却风扇等,此次更改了其转子铁芯的构造(图6)。
原来是在转子铁芯面上配置磁铁。
此次则去掉了转子铁芯,因此可增加铁氧体磁铁的厚度,从而提高了扭矩。
图4:
马达的构造
以2枚面状定子夹住1枚转子。
图5:
转子的构造
采用将磁铁与压粉铁芯呈交替状配置的分段构造。
磁铁与压粉铁芯以不锈钢支撑。
不锈钢与空气一样,不易通过磁通量,磁铁的磁通量不易流向左右相邻的压粉铁芯,因此比较容易穿过定子。
图6:
转子构造与原来的轴向间隙型马达不同
以前是在转子内配置转子内芯。
转子内芯为铁块,磁通量容易穿过。
转子的轴方向位置偏移时,定子产生的磁通量会穿过内芯,流回同一定子,造成磁通量短路。
采用新构造(右)时,磁通量压容易通过粉铁芯,而不易穿过磁铁,因此不易发生磁通量短路。
如上所述,此次的马达采用磁铁和压粉铁芯在转子表面呈交替状排列的分段构造。
磁铁与压粉铁芯以不锈钢支撑。
不锈钢为非磁性体,导磁率只有铁的1/500左右,与空气相当。
通过采用不锈钢作为转子的支撑材料,确保了转子的强度。
如果使用电磁钢板代替不锈钢的话,因电磁钢板的导磁率较高,铁氧体磁铁产生的磁通量容易流入左右相邻的压粉铁芯。
也就是说,转子产生的磁通量会在转子内发生短路,导致扭矩降低。
要提高扭矩,需要使磁铁的磁通量容易穿过定子。
因此,还要考虑磁铁与压粉铁芯的间隔(间隙)。
此次将铁氧体磁铁与压粉铁芯的距离设计成了2mm左右,而转子面与定子面则相距1mm左右。
如果铁氧体磁铁与压粉铁芯之间小于这一距离的话,磁铁的磁通量容易在转子内发生短路,因此会导致流向定子的磁通量减少,这样便很难增加扭矩。
确保磁通量通路防止磁铁磁力降低
图7:
定子槽数为15时的扭矩与扭矩波动的关系(分析值)
可获得409.8N·m的最大扭矩,扭矩波动率为40%。
定子产生的磁通量有的方向与铁氧体磁铁产生的磁通量相同,有的则与其相反。
如果定子磁通量的方向与磁铁磁通量相同,就没有问题。
但定子磁通量的方向与磁铁磁通量相反时,将会成为磁铁退磁的主要原因。
马达转速提高时,产生的反电动势会与磁铁的磁通量成比例。
为了减弱反电动势,通常定子会对磁铁进行“弱励磁”控制来减弱磁铁的磁通量。
弱励磁是指利用定子产生与磁铁磁通量方向相反的磁通量。
此次通过采用分段构造,使弱励磁控制时产生的、由定子流向转子的磁通量,通过转子上的压粉铁芯而不是转子上的磁铁。
将转子极数设成10的主要原因是,可通过弱励磁控制方式抑制退磁。
采用分段构造,可在减少反电动势的同时,抑制磁铁退磁,也就是说,可抑制不可逆退磁。
作为抑制不可逆退磁的措施,还改进了定子的槽数。
槽数少的话,每个槽产生的磁通量会增加,使方向与转子的铁氧体磁铁相反的磁通量流过时,磁铁容易发生不可逆退磁。
通过增加定子的槽数,可减少每个槽的磁通量,同时减少每个磁铁获得的磁通量,以防止退磁。
采用以前的轴向间隙型马达的转子构造时,如果转子位置偏向其中一个定子,就会对轴承的局部区域产生负荷,因此存在耐久性方面的问题。
这是因为定子和转子之间以空气隔离,空气的导磁率只有铁的1/500左右。
而且,转子内配置有会造成磁通量短路的内芯。
定子与转子之间距离越短,磁通量越容易经由转子的内芯,流向同一定子。
结果会造成转子位置偏移时增加轴承的负荷,出现耐久性方面的问题。
采用此次的转子构造时,即使转子的位置偏移,定子产生的磁通量也很容易穿过转子。
因此,其优点是不会产生偏向轴承的力。
最佳数值为24槽、15次绕线
此次开发的马达根据模拟结果,将转子极数定为10极,定子槽数定为24槽。
选定的数值可使产生的扭矩以及有助于提高扭矩的交链磁通量增大,而且可抑制扭矩波动及不可逆退磁。
比如,转子为10极、定子为15槽时,最大扭矩可达到409.8N·m,高于目标值320N·m,但扭矩波动也比较大(图7)。
而且定子为15槽时发生不可逆退磁的铁氧体磁铁体积也比较大。
图8:
定子槽数与交链磁通量减少率的关系(分析值)
交链磁通量减少率越低越好。
将定子槽数由15增至24后,交链磁通量的减少率降低,效率提高。
图9:
绕线数、平均扭矩与交链磁通量减少率的关系(分析值)
定子每槽的绕线数由13增至18时的扭矩与交链磁通减少率。
绕线数为16时扭矩最大。
北海道大学发现,将转子槽数增至18槽、24槽时,不仅退磁体积缩小,而且可降低交链磁通量的减少率(图8)。
24槽时的扭矩波动率可降至16%。
此次还评测了每槽的绕线数。
绕线数在13到16之间时,扭矩会增加,但超过16时扭矩会下降(图9)。
绕线数为17或18时,扭矩会降低。
其原因是,由于定子外径固定,绕线数越多,绕线内部的内芯截面积就会越小。
内芯截面积较小的话,内芯内部会发生磁饱和,因此磁通量不会增加。
改变绕线次数后,尽管绕线数为16时创造了330.2N·m的最高扭矩记录,但交链磁通量的减少率会随着绕线数增加而增大。
北海道大学认为,最佳数值是达到目标扭矩320N·m,而且磁通量减少率不到3%,仅为2.7%,也就是绕线数为15。
根据磁铁的角度与扭矩特性的模拟结果,将转子磁铁与压粉铁芯的角度比例设成了2:
1(磁铁为240度,压粉铁芯为120度)。
因为转子由10极构成,所以每极为24度。
这种情况下,扭矩波动比较小,而且可获得较高的扭矩。
(特约撰稿人:
竹本真绍,北海道大学研究生院信息科学研究专业副教授)
感应马达(十九):
在高速旋转的情况下尤其有效
虽然电动汽车(EV)和混合动力车(HEV)用的驱动马达以永久磁铁式为主流,但在产业用途上,采用感应马达的产品较多。
感应马达的构造及控制十分简单,因此,如果应用于EV和HEV,则有望降低成本。
感应马达虽然在低转速范围内的效率较低,但在高转速范围内有望达到与永久磁铁式马达同等的效率。
日本的东海大学已试制出了用于EV(电动汽车)和混合动力车(HEV)的驱动马达。
其特点是,采用了与目前主流的永久磁铁式马达不同的感应马达(图1)。
目前试制机的最高输出功率为0.75kW。
东海大学计划在2012年3月之前,将其性能提高到丰田上一代“普锐斯”(2003年上市)的同等水平(1kW/kg)(表1)。
感应马达的优势有3点:
(1)由于不使用稀土类元素,因而可降低稀土类元素的采购风险;
(2)由于不使用永久磁铁,因而可在高转速范围内抑制反电动势的发生;(3)让转子转动的原理比较简单,与现有的驱动用马达相比,可以以较低成本完成设计(表2)。
图1:
东海大学试制的感应马达
设想在电动汽车(EV)及混合动力车(HEV)上使用。
感应马达的第一个优势,就是不使用稀土类元素。
与采用SR(铁铝复合)马达以及铁氧体磁铁的马达相同,即使不使用钕(Nd)以及镝(Dy)也能制造。
目前全球稀土类元素的90%依赖中国,因此如果中国限制出口,则有可能影响到马达的生产。
如果是感应马达,便不存在稀土类元素的采购风险。
可抑制反电动势
感应马达的第二个优势,是可降低反电动势。
马达在较高转速的条件下,会在定子中产生与嵌入马达转子中的永久磁铁的磁力以及定子线圈数成比例的反电动势。
现有的许多EV、HEV用马达由于转子采用了磁力较强的钕类永久磁铁,虽然效率很高,但在马达转速较高的区段会产生反电动势。
为此,采用升压转换器等元件,将逆变器的电压设计得略高一些的做法很常见。
可是采用升压转换器,需要通过功率元件,因而电力损失会增多。
而感应马达由于不使用永久磁铁,因此反电动势较低,无需采用升压转换器。
感应马达的第三个优势,是构造及工作原理简单(图2)。
如果在定子中通入三相交流电,即使转子是一个空罐(铝制),它也会旋转。
与已有的永久磁铁式马达不同,无需根据转子的角度对电流的方向及电流量进行控制。
由于构造及控制比较容易,因此,如果采用感应马达,则有望降低驱动马达及逆变器的成本。
图2:
感应马达的构造简单
只需向定子通入三相交流电,转子(空罐)便开始旋转。
不是借助转子与定子间的吸引及排斥力实现旋转,而是借助转子产生的作用力实现旋转。
由于感应马达可降低成本,因而多被用于洗衣机、空调、电梯、换气扇以及公寓的自来水泵等。
这些商品中只有高端机型才会采用永久磁铁式马达。
与感应马达相比,永久磁铁式马达由于耗电较少,可降低电费。
在高转速下有效
在转速较低的区段,由于感应马达的效率低于永久磁铁式马达,因此电费的负担会增大。
然而在转速较高的区段,则可达到与永久磁铁式马达同等的效率。
这是因为,正如前面所述的那样,永久磁铁式马达的反电动势会增强,在高转速范围内永久磁铁式马达的效率会变低的缘故。
在应用于汽车的案例中,美国泰斯拉汽车(TeslaMotors)的EV跑车“Roadster”便采用了感应马达(图3)。
虽然泰斯拉公司没有公布采用感应马达的理由,但此举表明,如果是高速行驶的跑车,驱动马达不一定非得是永久磁铁式。
图3:
美国泰斯拉汽车的EV运动车“Roadster”
通过配置在车辆后方的感应马达进行驱动。
虽然感应马达在低转速下效率较差,但由于EV运动车是在转速较高的区段运行,因此可达到与永久磁铁式马达同等的效率。
但在EV及HEV领域领先的日本,丰田普锐斯、本田“Insight”以及日产“聆风”等现有的大多数EV、HEV都在驱动马达中采用的都是钕类永久磁铁。
(未完待续,特约撰稿人:
森本雅之,东海大学工程学系电气电子工程学专业教授)
感应马达(二十):
构造及控制十分简单
构造及控制十分简单
由于现有的大多数EV、HEV都采用永久磁铁式马达构造,因此,是利用转子与定子之间磁力线吸引及排斥的作用力使转子旋转的。
为了使转子顺畅地旋转,必须采用角度传感器,根据转子的旋转角对流入每个定子的电流量及方向进行精细控制。
如果通入定子的电流的方向及电流量不恰当,有时转子的旋转便会停止。
而如果是感应马达,则与转子的旋转无关,仅依靠定子产生旋转磁场(将定子产生的磁力线位置改为旋转方向)即可。
即使没有角度传感器也能使马达工作,与永久磁铁式马达相比,驱动更加容易。
感应马达的转子方面,在叠层钢板的内部有非磁性体的导体。
这种导体采用铝及铜等材料。
永久磁铁式马达的转子中有永久磁铁,而在感应马达中,则替代为了非磁性体的导体。
非磁性体即使被施加了磁力线,自身也不会发生磁化。
就是说,即使非磁性体靠近磁铁,吸引力也不产生作用,但会产生涡电流。
此次东海大学开发的马达在导体中采用了铝及铜之类的非磁性体,如果从沿直角方向从定子向转子通入磁力线,则根据电磁感应原理,在转子中会产生涡电流及作用力,转子由此便会旋转(图4)。
图4:
转子旋转的原理
根据弗莱明左手定理,转子发生旋转。
接到来自定子的磁力线后,转子中产生涡电流。
如果磁力线及电流发生在导体中,则会在转子旋转的方向上产生作用力。
感应马达的构造方面,虽然定子与驱动用马达系统相同,但转子是自主开发的。
转子主要由多根线棒(bar)以及2个圆环构成,这种结构称为笼型(图5)。
如果从定子向转子通入磁力线,则在相邻的2根线棒以及2个圆环所围成的闭合电路中会产生涡电流。
此时,根据电磁感应原理,会在转子上产生作用力,于是转子开始旋转。
图5:
笼型结构的导体(转子内部)
感应马达的转子的基本结构为笼型。
轴向的两端为圆周状,在轴向上配置了多根线棒。
如果从①定子向转子(笼型结构)通入磁力线,则会产生②涡电流,③转子上产生作用力,从而发生旋转。
由于笼型结构中棒的两端被圆环的部件固定住了,因此,在较高转速下也很容易确保线棒的强度。
以往的永久磁铁式马达没有将嵌入转子中的磁铁在轴向的两端进行固定。
因此,必须能在高转速下降低磁铁向外周方向飞出的离心力,但如果是感应马达,旋转时的应力则可降低。
利用SMC提高线圈的容积率
为了提高感应马达的性能,东海大学的试制机在定子的磁芯中没有采用以往的叠层钢板(图6),而采用了SMC(软磁性复合材料)。
采用SMC磁芯,能扩大与转子相对的磁极的面积。
即使在通入相同的磁力线时,采用面积较大磁极的马达具有可减少磁芯中损耗的优点。
SMC磁芯由缠绕线圈的楔齿(Teeth)、及其外径一侧的轭铁构成(图7)。
这些部件分别用模具成型,用粘接剂组装在一起。
图6:
市售的感应马达
定子的磁芯为叠层钢板。
由于是将叠层钢板成型后再嵌入线圈,因而每个插槽的磁芯面积的扩大存在着限制。
图7:
此次开发的定子的磁芯
(a)以往的感应马达磁芯采用的是叠层钢板,而此次东海大学则采用了SMC(软磁性复合材料)。
如果用SMC来成型,则可将定子的磁芯分成中心轴一侧的楔齿以及外侧的轭铁进行成型。
(b)如果将楔齿组装成圆状并配置线圈,最后组装上轭铁,则可提高定子上配置的线圈的容积率,从而提高马达的性能。
在采用以往的叠层钢板时,由于要考虑插入线圈的工序,因而必须扩大楔齿间隔。
如果是SMC磁芯,由于是在楔齿间插入线圈,最后组装轭铁,因此可以将定子的楔齿间隔设计得比较窄。
为了提高效率,感应马达的定子不采用集中卷绕,而采用分布卷绕(图8)方式。
这是因为,线圈产生的磁力线的强度虽然呈脉冲波形,但脉冲波与正弦波曲线之间的差分会变成损耗。
在分布卷绕方式下,由于中央的转子线棒所产生的磁力线为多个脉冲波累积后的值,因而可缩小与正弦波曲线之间的差分。
最后,给大家看一下感应马达的转子磁芯,其中,笼型结构的导体由铝及铜质材料制成(图9)。
(特约撰稿人:
森本雅之,东海大学工程学系电气电子工程学专业教授)
图8:
感应马达采用分布卷绕的理由
(a)集中卷绕(磁力线为4极时)及(b)分布卷绕(磁力线为4极时)。
虽然所产生的磁力线为脉冲状,但如果与正弦波的差分面积小,则损耗较少,效率较好。
采用集中卷绕时差分的面积(损耗)较大,而分布卷绕时较小。
图9:
感应马达的转子
具有铝及铜质笼型结构导体的转子实例。
(a)转子的外观。
(b)可以看到笼型结构的线棒的端部。
大容量电容器(二十一):
用3μm以下的薄膜制作(上)
目前,电动汽车逆变器的平滑电容器采用薄膜电容器已经成为普遍的做法。
这是因为薄膜电容器耐压性及频率特性较为出色的结果。
日本指月电机制作所采用厚度在3μm以下的薄膜实现了薄膜电容器的小型化,并减轻了制造时给介电体带来的负荷,提高了可靠性。
另外,还采用了即使部分电极发生短路也不会对整体带来不良影响的蒸镀形状。
混合动力车(HEV)及电动汽车(EV)上采用输出功率高达数十千瓦~一百数十千瓦的马达。
电压也高达数百伏,所以需要能够驱动它的逆变器。
指月电机制作所于2010年开发出了在这种逆变器中不可缺少的、用于平滑电压的薄膜电容器。
容量从500μF到1300μF左右。
额定电压高达600V,与2007年开发的原产品相比,额定电流增至以往产品的4倍(表)。
该产品已被日立汽车系统公司采用,现在提供给大型汽车厂商的混合动力车使用。
通过薄膜电容器满足大容量、高电压需求
逆变器可将来自电池的直流电通过转换器转换成变动较小的电压,再通过名为绝缘栅双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor,IGBT)的开关元件转换成近似于交流电的矩形波(图1)。
开关频率快至十数kHz~数十kHz,由此产生的浪涌电压很大。
这种浪涌电压与开关元件的输入电压重叠,便会产生尖峰(变动)。
为了减少这种尖峰,需要采用平滑电容器。
图1:
为了保护开关元件,平滑电容器必不可少
变动较大的电压施加到开关元件上之后,最坏的情况下,元件会损坏。
通过平滑电容器吸收电压变动,以便向元件供给稳定的电力。
逆变器的电流高于100A,平滑电容器需要1000μF左右的大容量。
而且,必须支持500V以上的高电压。
为了提高马达及逆变器的效率,现在的混合动力车更倾向于提高电压。
例如“普锐斯”,将施加在马达上的电压从第2代车型的最大500V提高到了最大650V。
电解电容器需要大出一个数量级的容量
通常,大容量电容器采用铝电解电容器。
第一代普锐斯的平滑电容器就是如此。
如果按平均1μF的制造成本来看,多数情况下铝电解电容器要比薄膜电容器便宜。
但是如果逆变器的电压进一步提高,则铝电解电容器难以对应。
目前投入实用的1000μF左右铝电解电容器的耐压约为500V左右,因此必须使电压比该数据更低。
这样要想在混合动力车上使用,就必须将两个铝电解电容器串联起来。
另外,由于离子会发生运动,因此,铝电解电容器的响应性一般较低,要支持在数十kHz频率下的接通或者断开产生的电流会比较困难。
要使其在高频下支持100A以上的电流,或许必须准备额定容量为10000μF左右、相差一个数量级的产品。
如果响应性较低,在电荷积聚完成之前就会开始放电,因而无法用尽容量。
而且容量达到10000μF时,铝电解电容器在成本方面的优势也会减弱。
于是,薄膜电容器便成了主流。
这是因为薄膜可以采用耐压及频带较高、等效串联电阻(ESR)较低的聚丙烯(PPC)材料制作。
用于混合动力车及电动汽车的平滑电容器要满足支持高电压和高频这两个条件,就必须
(1)实现小型化、
(2)提高耐热性、(3)提高安全性。
为了实现
(1)提及的小型化,此次指月电机制作所将单位体积的容量密度比以往产品提高了15%左右。
2007年的产品的薄膜厚度约为3μm,而此次薄膜的厚度则更薄(图2)。
由于是在电极之间夹持薄膜后制成电容器元件,因此薄膜越薄,电极间的距离就越短,从而可在减小体积的同时提高容量。
图2:
厚度薄、耐压高的聚丙烯薄膜
东丽以及王子特殊纸两公司均有生产。
制造的流程如下。
首先,在真空中向聚丙烯薄膜的一个面上蒸镀锌(Zn)及铝(Al)之类的金属,制成电极。
将2枚这种薄膜重叠卷起来,便可制成在两个电极间夹着作为介电体的薄膜的电容器。
蒸镀以将薄膜贴在金属滚筒上、转动该滚筒以揭取薄膜的方式进行(图3)。
在贴于滚筒的薄膜上,在400℃的融点温度下将锌、在1200℃的融点温度下将铝熔化后进行蒸镀。
滚筒预先冷却至-20~+25℃。
(特约撰稿人:
藤原祐纪,指月电机制作所第一业务本部第2开发部部长)
图3:
既快又薄且均匀地进行蒸镀
在薄膜上蒸镀锌及铝的情形。
实际上是在真空中进行。
高速旋转滚筒,1小时即可制成30千米的蒸镀薄膜。
大容量电容器(二十二):
用3μm以下的薄膜制作(下)
冲压成偏平状
这一制作过程其实十分困难。
首先必须以平均1小时制作约30km薄膜的速度高速旋转滚筒,同时,还要在既不损伤薄膜、又要使金属厚度均匀的条件下进行蒸镀。
如果金属不均匀,就会影响到耐热性。
如果不注意金属的冷却方式,也会损伤薄膜。
一边通过多种传感器监视贴在滚筒上的薄膜的压力、温度及表面状况等数值,一边对滚筒的旋转速度等进行恰如其分的控制,才能够制成。
接下来,将制成的电极薄膜按照目标元件的宽度进行裁切,再卷绕数千圈制成电容器元件。
在这个阶段,元件呈圆筒形。
通过冲压使其变成偏平状(图4)。
此次开发的产品以15个元件为一个模块,制成偏平状后,元件无缝隙排列,容易实现小型化。
图4:
使电容器元件变得偏平
此次开发的产品平均每个模块使用15个电容器元件。
为了提高制成模块时的充填密度,对圆筒形元件进行冲压,使其变成偏平状。
模块通过从元件的电极引出引线,连接到平坦的铜板上,将其放入树脂造的壳体中组成。
壳体的尺寸为:
宽约240mm×纵深约170mm,体积为1.25L。
降低元件自身发热
在第
(2)项提及的耐热性方面,此次开发产品的耐热温度达到110℃左右,较以往产品的85℃大为提高。
此次不仅采用了近期开发的耐热性较高的薄膜,而且由此避免了制造过程中薄膜因受热而受到损伤。
薄膜受热后会变质,导致无法得到薄
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