Processus de fabrication de condensateurs CA expliqué | Étapes clés et contrôles de qualité

Un condensateur AC qui gonfle et tombe en panne au cours de sa première saison est rarement victime d'un seul défaut sur le terrain. Le plus souvent, la panne était déjà décidée sur la chaîne de production : film métallisé aux bords inégaux, tension d'enroulement réglée trop lâche, spray de contact qui n'a pas complètement fusionné ou scellage effectué dans un atelier humide. Pour cette raison, le processus de fabrication est un indicateur plus fiable de la qualité du condensateur que l’étiquette imprimée sur le boîtier.

Pour les techniciens CVC qui remplacent les pièces défectueuses et pour les acheteurs qui importent des condensateurs de remplacement en volume, comprendre comment sont fabriqués les condensateurs CA n’est pas académique. Cela explique pourquoi deux condensateurs ayant la même valeur en microfarad et le même marquage de tension peuvent perdre leur durée de vie à des rythmes très différents à l'intérieur d'un même condensateur.

Ce que le processus de fabrication détermine réellement

Chaque mode de dysfonctionnement typique d'un condensateur CA peut être attribué à une étape de processus spécifique. La dérive de capacité est fonction du contrôle de l’épaisseur du film et de la précision de l’enroulement. Un delta de bronzage croissant, ressenti sur site sous la forme d'une température anormale du boîtier, est le plus souvent créé par une mauvaise pulvérisation de terminaison ou des joints de soudure faibles. Le gonflement du boîtier et les fuites d'huile ou de résine indiquent une entrée d'humidité ou une décharge interne partielle, qui constituent tous deux des problèmes d'étanchéité. Dans une conception CBB65, l'interrupteur à pression ne fonctionne que s'il a été installé et calibré correctement lors du montage.

La conclusion est simple : la longévité n’est pas quelque chose qui peut être ajoutée à la fin de la chaîne de production. C'est le résultat du maintien du film propre, des terminaisons solides et du boîtier scellé pendant la durée de vie prévue.

Les matériaux qui absorbent les performances d'un condensateur

Un condensateur de moteur est construit autour d'un diélectrique constitué d'un film de polypropylène métallisé, généralement de quelques micromètres d'épaisseur seulement. Une très fine couche d'aluminium ou d'alliage aluminium-zinc est déposée sous vide sur le film pour former l'électrode. La qualité de cette couche contrôle la valeur de la capacité, la résistance de l'électrode et la capacité d'auto-guérison du condensateur après une panne interne.

• Le métal pulvérisé sur les deux extrémités de l'élément enroulé crée la terminaison électrique qui relie toutes les couches de film en parallèle.
• Le boîtier est soit une coque en aluminium, soit un boîtier en plastique ignifuge, selon la série et la fonction prévue.
• Le remplissage en résine est utilisé dans les conceptions CBB65 et CBB60 de type sec pour bloquer l'humidité et soutenir l'élément contre les vibrations.
• L'interrupteur de pression, indispensable dans les unités CBB65 à coque en aluminium, est mécaniquement lié à la construction interne de manière à ouvrir le circuit en cas d'augmentation anormale de la pression interne.

Les matériaux semblent compromis évidents, mais dans la pratique, ils constituent le premier domaine dans lequel la fabrication s'intéresse aux coûts s'écarte. Un film plus fin, un aluminium de moindre pureté, une résine diluée et un interrupteur moins cher sont invisibles de l'extérieur du condensateur fini.

Étape par étape : comment est fabriqué un condensateur CA

Le flux global est similaire sur les lignes de production CBB60, CBB61, CBB65 et CD60, les principales différences étant la conception des éléments, le type de boîtier et la méthode d'étanchéité.

Étape 1 — Métallisation du film

La production commence avec le film. Dans une chambre à vide, de la vapeur d'aluminium ou d'aluminium-zinc est déposée sur une face du film de polypropylène. Les producteurs contrôlent la résistivité de surface du revêtement et créent également des motifs de marge, laissant une bande transparente sur un bord afin que les deux électrodes de l'élément fini soient garanties d'être séparées. L'épaisseur du revêtement et la définition des bords à ce stade dépendent directement du facteur de dissipation et de la tension de claquage du condensateur final.

Étape 2 - Enroulement de l'élément

Deux films métallisés, l'un avec la marge à gauche et l'autre à droite, sont enroulés ensemble sur un noyau dans une bobineuse à grande vitesse. Les films étant décalés, chaque revêtement métallique ne dépasse que d'une seule extrémité de l'élément cylindrique. Le nombre de tours et la tension du bobinage déterminent la surface active et donc la valeur de la capacité. Les enrouleurs d’éléments doivent être conservés dans un endroit propre et sec ; à ce stade, la poussière ou l’humidité devient un point faible caché à l’intérieur de la pièce finie.

Étape 3 — Terminaison et pulvérisation par contact

Chaque extrémité de l'élément enveloppé est ensuite pulvérisée de métal de sorte que les couches d'électrodes saillantes soient fusionnées dans une seule zone conductrice. Ces zones pulvérisées forment la zone de contact sur laquelle les conducteurs, langues ou fils sont ensuite soudés ou brasés. Cette interface transporte le courant de fonctionnement pendant toute la durée de vie de la pièce et constitue l'un des endroits les plus courants où une mauvaise fabrication se manifeste plus tard sous la forme d'une génération de chaleur ou d'un circuit ouvert intermittent.

Étape 4 — Assemblage, imprégnation et scellement

L'élément traité est placé dans son logement, connecté au système de bornes, et rempli ou immergé selon le type de construction. Les condensateurs de type sec CBB65 et CBB60 sont remplis de résine après une étape d'imprégnation pour chasser l'air résiduel, car les cavités d'air soumises à de fortes contraintes de champ sont à l'origine de décharges partielles. Le boîtier est ensuite scellé par curling et l'unité est durcie dans un four à température contrôlée. La qualité de l'étanchéité fait la différence entre un condensateur qui dure une décennie et un autre qui gonfle ou fuit après quelques mois de service.

Testereurs électriques et normes de sécurité qui suivent la production

Chaque condensateur quitte la ligne après une séquence de tests électriques. Pour l'acheteur, les valeurs imprimées dans une fiche technique se réfèrent directement à cette étape de production, il vaut donc la peine de savoir ce que chaque chiffre tente de prouver.

Les tests complets couvrent également les exigences d'endurances décrites par la norme CEI 60252-1 pour les condensateurs des moteurs à courant alternatif. Les importateurs qui souhaitent confirmer que leur fournisseur effectue effectivement ces contrôles peuvent suivre la même procédure. Processus de vérification CEI 60252-1 utilisé pour les unités CBB65 . La manière dont la tension nominale, la tolérance de capacité et le tan delta interagissent dans la pratique est expliquée plus en détail dans notre examen des paramètres du condensateur AC .

Comment la qualité de la production se manifeste sur le terrain

Une fabrication peu fiable a tendance à apparaître sous des formes reconnaissables. Un boîtier bombé ou qui fuit, un moteur qui bourdonne mais ne démarre pas, ou un compresseur qui tourne puis se déclenche, dirige généralement le technicien vers le condensateur. Ce qui ressemble à un problème d’installation est souvent un problème d’usine :

• L’écaillage des bords et la faible conception des marges ne provoquent une défaillance qu’après des mois de cycles thermiques.
• Un mauvais contact en extrémité de pulvérisation élève la température de la résistance et accélère son vieillissement.
• L'humidité emprisonnée lors du bobinage se transforme en condensation à l'intérieur du boîtier, ce qui favorise la corrosion et la perte d'isolation.
• Un interrupteur à pression manquant ou mal calibré fait la différence entre un circuit ouvert et une boîte rompue.

Les techniciens qui comprennent ce schéma lisent correctement la panne lors de la première visite. Les acheteurs qui le comprennent sont plus à même de sélectionner les fournisseurs avant qu’un mauvais lot ne soit expédié.

Que vérifier lorsque vous achetez des condensateurs CA en vrac

Commander les condensateurs par valeur microfarad et tension nominale ne suffit pas. Les détails liés au processus déterminant combien d'unités seront encore en service pour vos clients après deux ans. Lorsque vous examinez un devis, demandez les preuves des éléments suivants :

• Tolérance de capacité cible pour le lot de production, généralement ± 5 % pour les condensateurs de fonctionnement.
• La limite tan delta et les données de test thermique à la température de fonctionnement nominale maximale.
• La construction actuelle de la série CBB65, y comprend la présence d'un interrupteur à pression fonctionnel.
• La méthode de scellement des condensateurs de type sec et les conditions de durcissement utilisées.
• Dossiers de tests par lots ou certificat faisant référence aux tests de type CEI 60252-1.

La correspondance des candidatures est également importante. Les travaux lourds du compresseur nécessitent une coque en aluminium Condensateur de fonctionnement CA CBB65R1 avec interrupteur de sécurité intégré. Les applications de ventilateur, de pompe et de moteur général sont normalement desservies par un Condensateur de fonctionnement du moteur CBB60 . Les applications qui nécessitent un coup de pied court et à couple élevé pour faire tourner un moteur sous charge, utilisent un Condensateur de démarrage du moteur CD60 .

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Étant donné que ces pièces transitent par le même canal de remplacement que les climatiseurs, les unités de réfrigération et les appareils électroménagers, il est utile de discuter de l’ensemble de la commande avec une seule équipe d’exportation. Si vous souhaitez comparer des détails de construction ou demander des documents de test, contactez notre équipe export avec votre capacité cible, votre tension et votre volume mensuel.