低電感多芯組電力電容器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低電感多芯組電力電容器，各電容器芯組上端設有依次疊加的上、下導電銅板及上、下絕緣層；下導電銅板覆蓋在各電容器芯組的端子連接部中部區(qū)域，上、下導電銅板兩側(cè)有向外延伸的用來與各電容器芯組正/負極端子連接部兩端裸露端部分別電連接的凸出部；正、負極引出端子上的導電螺栓頭部向下分別通過焊接垂直固定在上/下導電銅板上，上絕緣層及上導電銅板上開有供固定在下導電銅板上的導電螺栓通過的通孔。由上述技術(shù)方案可知，通過設置相互疊加的上、下導電銅板替代連接電容器芯組和引出端子的導電螺栓之間的銅導線，可減少電極引出回路產(chǎn)生的自感量。
【專利說明】低電感多芯組電力電容器
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力電容器，具體地說是一種低電感多芯組電力電容器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場對大功率變流器的需求越來越大，對于擔任變流任務的IGBT功率單元要求有更高的輸出電流，更大的輸出功率，以及更大的功率密度。為了滿足大功率變流器這些性能，則要求逆變器中的直流支撐電容器的自感量越小越好。根據(jù)公式U = L*di/dt可知:電流(i)越大，變化(t)越快，那么在極小的電感(L)上就能感應很高的電壓，如果感應電壓疊加到電力電子設備正常運行電壓上，則會超出設備或者電容器的額定電壓，運行就會存在危險。
[0003]目前市場中普遍使用的大功率電力電子薄膜電容器，其電容芯子采用的無感卷繞，電容器芯組的自感量極小。電容器的電極通過引出銅帶以及由銅編織線形成的銅導線與電容器芯組連接。而這些引出銅帶、銅導線的自感就決定了電容器自感值的大小。對于消除引出銅帶引起的自感，專利文獻CN103021656A公開了一種解決方案，可以減小引出銅帶的自感量。然而，對于銅導線引起的自感，目前沒有較好的辦法消除。特別是高頻情況下，銅導線引起的自感量較大，產(chǎn)生的尖峰電壓危害較大，會給設備帶來安全隱患。為了消除感應電壓帶來的危害，通常需要在直流母排上甚至是電容器的正負電極上加裝吸收電容，用來吸收這些有危害的尖峰電壓。但設備在長期運行過程中，吸收電容會出現(xiàn)損壞，必然會影響到設備的正常運行。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種低電感多芯組電力電容器，可以有效消除銅導線回路產(chǎn)生的自感量，可適用于2kHz以上的高頻工況運行。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:低電感多芯組電力電容器，包括蓋板、外殼和多組固定在外殼內(nèi)的電容器芯組；蓋板上固定有正、負極引出端子，每個引出端子包括導電螺栓、鎖緊螺母和絕緣組件，鎖緊螺母由蓋板上端與導電螺栓連接；每組電容器芯組上固定有分別與電容芯子兩端噴金面電連接的兩個引出銅帶，兩個引出銅帶上端分別有折彎至電容器芯組上端面的端子連接部，端子連接部沿電容器芯組寬度方向布置，各電容器芯組按端子連接部平行方向并排布置在外殼內(nèi)，各電容器芯組上端設有依次疊加的上、下導電銅板，上、下導電銅板之間以及下導電銅板與各電容器芯組上端之間分別設有上、下絕緣層；下導電銅板覆蓋在各電容器芯組的端子連接部中部區(qū)域，使得端子連接部兩端有與相應導電銅板電連接的裸露端部，上、下導電銅板兩側(cè)有向外延伸的用來與各電容器芯組正/負極端子連接部兩端裸露端部分別電連接的凸出部；正、負極引出端子上的導電螺栓頭部向下分別通過焊接垂直固定在上/下導電銅板上，上絕緣層及上導電銅板上開有供固定在下導電銅板上的導電螺栓通過的通孔。用相互疊加的兩塊上、下導電銅板替代連接電容器芯組和引出端子的導電螺栓之間的銅導線，紋波電流經(jīng)過上、下導電銅板時產(chǎn)生的寄生電感相互抵消，因而，可以減少由電容器芯組電極弓I出回路產(chǎn)生的自感量。
[0006]考慮到疊加面積是消除雜生電感的關(guān)鍵，本發(fā)明的上導電銅板的長度和寬度與下導電銅板一致，但考慮到上導電銅板凸出部與下導電銅板之間的距離較近，為增加兩者相應部位的絕緣距離，下導電銅板在上導電銅板凸出部對應位置開有向內(nèi)側(cè)凹進的凹槽，以提高上、下導電銅板之間的絕緣性能。
[0007]為方便焊接導電螺栓，防止其錯位，上、下導電銅板在導電螺栓頭部焊接位置開有用來對焊接定位的定位孔或壓痕。
[0008]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過設置相互疊加的兩塊上、下導電銅板替代連接電容器芯組和引出端子的導電螺栓之間的銅導線，紋波電流經(jīng)過上、下導電銅板時產(chǎn)生的寄生電感相互抵消，因而，可以減少由電容器芯組電極引出回路產(chǎn)生的自感量。由于不使用引出銅線連接，導電螺栓直接固定在上、下導電銅板上，使得電容器上部空間縮小，使得相同容量的電容器體積減小，同時在相同體積的情況下電容器的容量會做的更大。另外，上、下導電銅板的面積較大，增加了散熱面積，有利于導電銅帶上的熱量經(jīng)上、下導電銅板擴散出去，電容器散熱更均勻，有利于增大電容器的壽命。散熱問題解決好了以后更利于設計增大電容器容量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明電容器芯組及導電螺栓等元件的裝配示意圖。
[0010]圖2是下導電銅板在凸出部的剖面圖。
[0011]圖3是電容器芯組與導電螺栓裝配后的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中標注符號的含義如下:
[0013]1-電容器芯組11-電容芯子12-噴金面2-引出銅帶21-分引出銅帶22、23_端子連接部221、231-裸露端部31-絕緣板32-下絕緣層33-上絕緣層331、62-通孔4-下導電銅板41、61_凸出部411-臺階42-凹槽43、62_定位孔5、7_導電螺栓6-上導電銅板71-頭部
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0015]本發(fā)明包括蓋板、夕卜殼和多組固定在外殼內(nèi)的電容器芯組；蓋板上固定有正、負極引出端子，每個引出端子包括導電螺栓、鎖緊螺母和絕緣組件，鎖緊螺母由蓋板上端與導電螺栓連接。引出端子的具體結(jié)構(gòu)可以參見專利文獻CN201698903U公開的導電螺栓倒置固定在電容器蓋板上的絕緣端子結(jié)構(gòu)。蓋板、引出端子及外殼屬常規(guī)結(jié)構(gòu)，沒有在附圖中畫出。
[0016]電容器芯組及導電螺栓等元件連接關(guān)系如圖1、2和3所示。圖1中所示實施例電容器芯組I有三組。每組電容器芯組I由三層、四列圓柱形電容芯子11疊加而成，每一層電容芯子11的軸心呈水平方向并排布置。
[0017]每組電容器芯組I上固定有分別與電容芯子兩端噴金面12電連接的兩個引出銅帶2，兩個引出銅帶2呈對稱分布，其上端分別有折彎至電容器芯組I上端面的端子連接部22、23，端子連接部22、23沿電容器芯組I寬度方向即電容芯子并列排布方向布置，端子連接部22、23下方與電容芯子11之間設置環(huán)氧樹酯材料制成的絕緣板31。引出銅帶2下方有數(shù)個垂直布置在相鄰兩列電容芯子11之間的分引出銅帶21，相鄰兩列電容芯子的噴金面12分別通過焊接電連接在相應分引出銅帶21上。
[0018]各電容器芯組四周包裹絕緣膜(絕緣膜圖1、3中沒有畫出)。包裹絕緣膜后的各電容器芯組I按端子連接部22、23平行方向即電容芯子11軸心方面并排布置在外殼內(nèi)。各電容器芯組I上端設有依次疊加的上、下導電銅板6、4，上、下導電銅板之間以及下導電銅板與各電容器芯組上端之間分別設有環(huán)氧樹酯材料制成的上、下絕緣層33、32。下導電銅板4覆蓋在各電容器芯組I的端子連接部22、23中部區(qū)域，使得端子連接部22、23兩端有與相應導電銅板電連接的裸露端部，上、下導電銅板6、4兩側(cè)有向外延伸的用來與各電容器芯組正/負極端子連接部22、23兩端裸露端部221、231分別電連接的凸出部61、41。正、負極引出端子上的導電螺栓5、7頭部71向下分別通過焊接垂直固定在上/下導電銅板6/4上，本例中，正、負極引出端子各有兩個，對應的兩個導電螺栓7、5分別固定在上、下導電銅板6、4上。上絕緣層33及上導電銅板6上開有供固定在下導電銅板4上的導電螺栓5通過的通孔331、63。
[0019]當完成上述裝配后，用鎖緊螺母將導電螺栓及引出端子的上、下絕緣端子固定在蓋板上，再將蓋板與外殼焊接后，向外殼內(nèi)注油制成濕式電容器，或者充填聚氨酯或環(huán)氧樹酯制成干式電容器。
[0020]考慮到下導電銅帶4及上、下絕緣層33、32有一定厚度，為了使上、下導電銅板6、4兩側(cè)凸出部61、41與端子連接部22、23兩端的裸露端部221、231能夠可靠接觸，參見圖2，上、下導電銅板的兩側(cè)凸出部61、41向下折彎形成的一個臺階411。
[0021]本發(fā)明上、下導電銅板的長度和寬度應盡量一致，以便獲得最大的疊加面積?？紤]到上導電銅板凸出部61與下導電銅板4之間的距離較近，為增加兩者相應部位的絕緣距離，下導電銅板4在上導電銅板凸出部61對應位置開有向內(nèi)側(cè)凹進的凹槽42，以提高上、下導電銅板6、4之間的絕緣性能。
[0022]為方便焊接導電螺栓7、5，防止其錯位，上、下導電銅板6、4在導電螺栓頭部焊接位置開有用來對焊接定位的定位孔62、42或壓痕。
【權(quán)利要求】
1.低電感多芯組電力電容器，包括蓋板、外殼和多組固定在外殼內(nèi)的電容器芯組；蓋板上固定有正、負極引出端子，每個引出端子包括導電螺栓、鎖緊螺母和絕緣組件，鎖緊螺母由蓋板上端與導電螺栓連接；每組電容器芯組(I)上固定有分別與電容芯子兩端噴金面(12)電連接的兩個引出銅帶(2)，兩個引出銅帶(2)上端分別有折彎至電容器芯組(I)上端面的端子連接部(22、23)，其特征是:端子連接部(22、23)沿電容器芯組(I)寬度方向布置，各電容器芯組(I)按端子連接部(22、23)平行方向并排布置在外殼內(nèi)，各電容器芯組(I)上端設有依次疊加的上、下導電銅板出、4)，上、下導電銅板(6、4)之間以及下導電銅板(4)與各電容器芯組(I)上端之間分別設有上、下絕緣層(33、32);下導電銅板(4)覆蓋在各電容器芯組的端子連接部(22、23)中部區(qū)域，使得端子連接部(22、23)兩端有與相應導電銅板電連接的裸露端部(221、231)，上、下導電銅板(6、4)兩側(cè)有向外延伸的用來與各電容器芯組正/負極端子連接部兩端裸露端部(221、231)分別電連接的凸出部(61、41);正、負極引出端子上的導電螺栓(7、5)頭部(71)向下分別通過焊接垂直固定在上/下導電銅板(6/4)上，上絕緣層(33)及上導電銅板(6)上開有供固定在下導電銅板(4)上的導電螺栓(5)通過的通孔(331、62)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電感多芯組電力電容器，其特征是:上導電銅板￠)的長度和寬度與下導電銅板(4) 一致，下導電銅板(4)在上導電銅板凸出部￠1)對應位置開有向內(nèi)側(cè)凹進的凹槽(42)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低電感多芯組電力電容器，其特征是:上、下導電銅板6、4)在導電螺栓頭部(71)焊接位置開有用來對焊接定位的定位孔(62、43)或壓痕。
【文檔編號】H01G4/38GK104465091SQ201410673715
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】張進, 潘毓嫻, 潘焱堯, 楊波, 朱自群 申請人:安徽銅峰電子股份有限公司