專利名稱：大功率元器件的外殼的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于大功率元器件，尤其是大功率電容器的外殼，這些電容器例如可以使用作為IGBT(絕緣柵雙極晶體管)變頻器中的中間電路電容。
對于小功率的IGBT變頻器來說，可以使用單個的電容器作為中間電路電容。電容器例如可以借助于一個彎曲90°的緊固元件(角形托架)直接固定在IGBT面板(panel)的一個帶狀導線上。緊固元件確保了一種抗振動的機械的和盡可能低感應的與電容器的電連接。一種適合于IGBT面板上的電容器的低感應電路連接的緊固元件是一個主要的成本部分。裝配費用也高。除此之外平行于中間電路電容在IGBT-面板的帶狀導線上空間分布了多個退耦電容器并使之低感應地接線。借助于扁平帶狀導線使電容器組(Kondensatorbatterie)實現低感應電路連接，這例如由專利DE 0450122 A1和DE 19816215 C1就已知了。
對于大功率的IGBT變頻器來說這樣來設計中間電路電容的功能，使得這些電容器通過抗振的金屬框架和帶狀導線合成為一個一定程度上低感應的中間電路組并連接于IGBT-面板的帶狀導線上?？拐竦慕饘倏蚣?、低感應地電路連接至中間電路電容器組的帶狀導線以及在電容器組和IGBT面板之間的連接元件是該技術解決方案中的主要化費費用的部分。
大功率元器件多數經受高溫負荷，這種高溫由于傳遞大功率而產生。
眾所周知，大功率元器件布置在用作冷卻物體和/或用于使大功率元器件接地的金屬物體上。大功率元器件可以布置在一個鋼板外殼里并密封地封閉住。在外殼的表面上有外接點可用，它們借助于與外殼絕緣的電引線與大功率元器件接通。包圍住由多個元器件構成的電路的元器件緊湊的結構，其優(yōu)點在于一個這樣的元器件可以容易地安裝在一個電流設備里(例如在一個配電箱里)或者在故障情況下可以快速地更換。
眾所周知，多個連接成一個電路的元器件布置在一個塑料外殼里。能承受電流的大功率元器件組在塑料外殼里的構造當然并不是合理的，因為大多數已知的塑料不能經受住大功率或者說不足以滿足防火的標準。
本發(fā)明的任務是提出一種成本經濟的同時也適合于大功率應用的外殼。
該任務通過一種按權利要求1所述的外殼來解決。本發(fā)明的有利的改進方案和結構方案可見其它的權利要求。
本發(fā)明的思路在于設計一種分成兩個部分的、具有一個金屬部件和一個塑料部件的外殼。在塑料部件里可以集成有經濟有利的電引線，其中外殼的金屬部件可用于接地或者放熱。一種適合于大功率應用的分成兩個部分的外殼具有一個塑料部件和一個金屬部件，其構造直到現在仍難以實現，因為金屬和塑料的熱膨脹系數一般是明顯不一樣的，其中在金屬和塑料之間的交接處上加熱時就出現材料的相對運動，這種運動對于連接位置的密封性有持久的影響。
因此本發(fā)明提出一種外殼，它具有一個由適合的電絕緣材料制成的基底板和一個優(yōu)選金屬頂蓋，其中基底板和頂蓋的熱膨脹系數相互匹配。
值得歡迎的是將絕緣的基底板與頂蓋緊密粘結起來，其中要保證在外殼的兩個部件之間的持久的緊密粘結和連接位置上高的機械強度。這種要求可以經濟有利地例如通過一種纖維復合材料，尤其是一種玻璃纖維增強的聚酯來實現。這種纖維連接材料是一種熱固性塑料，也就是一種材料，它在第一次加熱或者說冷卻之后在其它溫度負荷時保持其形狀。
只是當兩種材料的熱的線膨脹系數足夠好地匹配時，才保證了基底板與頂蓋的持久緊密粘結。發(fā)明人已經了解到一種纖維復合材料的熱膨脹系數可以通過添加玻璃纖維而改變或者說尤其可以減小?；装搴陀山饘僦瞥傻耐鈿ろ斏w的熱膨脹系數的匹配按照本發(fā)明可以通過適當地調整復合材料中的材料分額來解決。
也可以應用其它適合的加強纖維來代替玻璃纖維。
用于大功率元器件的按照本發(fā)明的外殼具有一個由一種含有部分加強玻璃纖維的纖維復合材料制成的基底板和至少一個與基底板固定連接的最好是金屬的頂蓋。加強玻璃纖維在纖維復合材料中的分額這樣來設定，使其熱的線膨脹系數匹配于頂蓋材料的熱的線膨脹系數，也就是說以數值上最大與頂蓋的熱的線朋增系數的偏差值為β。β可以在發(fā)明的不同變型方案中根據應用的要求達到30％，20％或10％。
纖維復合材料優(yōu)選含有一種樹脂成分，例如聚酯樹脂。加強玻璃纖維的分額優(yōu)選為60％至75％。
為了使基底板的線膨脹系數例如匹配于α＝22*10-6/K的鋁制頂蓋，所需復合材料中的聚酯樹脂分額和加強玻璃纖維分額如下35％樹脂和65％加強玻璃纖維。
為了使基底板的熱的線膨脹系數匹配于α＝13*10-6/K的鋼制成的金屬頂蓋，要求復合材料中的聚酯樹脂和加強玻璃的分額如下30％樹脂和70％加強玻璃。
頂蓋與基底板在至少一個部位里，但優(yōu)選是所有側面都封閉住。
頂蓋優(yōu)選由一種金屬板構成，例如鋁或鋼或者說優(yōu)質鋼。頂蓋可以有一層電絕緣材料的涂層。
按照本發(fā)明的外殼具有以下優(yōu)點外殼的兩個部分的線膨脹系數可以相互匹配，因此就阻止了在連接交接區(qū)上當溫度發(fā)生變化時產生外殼部件的有危害的相對運動，并因此保證了特別長期的密封效果。
按照本發(fā)明的外殼的基底板有如下優(yōu)點它可以經濟有利地制成并滿足多種功能，例如大功率元器件的固定，頂蓋底面?zhèn)鹊姆忾]和保證對應大功率模塊的外部接觸。
具有按照本發(fā)明的外殼的模塊的特點在于重量輕、高的載流性能和良好的可裝配性。按照本發(fā)明的外殼保證了模塊的小的選擇率。
具有一個按照本發(fā)明外殼的大功率模塊適合于中間電路組(zwischenkreisbatterie)有相對較大的工作電流。通過一種特殊的模塊構造(見下面)和尤其是通過多個低感應電容器的并聯聯接可以在每個電容器的模塊里實現低的固有電感。在一種變型方案中使模塊直接安裝在匯流排上，這附帶地降低了無源的(parasitaere)回路電感。通過所述的措施可以將回路電感即使沒有退耦電容器也降低到最大許可值以下。
大功率元器件可以借助于緊固元件安裝在基底板上或頂蓋上。
一個具有按照本發(fā)明的外殼的模塊例如可以含有一個封閉在外殼里的電容器組，它具有至少一個大功率電容器，優(yōu)選一個或者多個本身自愈的有外殼的或者無外殼的電容器卷，其中尤其可以使用采用干式工藝制成的圓的、扁平的或者薄膜卷(Schichtwinkel)，但也可以是浸油的變型方案。在一種接合方案中可以有多個電容器卷并且優(yōu)選相互平行地連接。
以下根據實施例和附圖對本發(fā)明進行詳細說明。借助概略的并且不按比例的圖表示了發(fā)明的不同實施例。用相同的附圖標記表示相同的部分或者起相同作用的部分。附圖所示為

圖1A一種按照本發(fā)明的用于大功率模塊的外殼的透視圖；圖1B垂直于外殼正面的按圖1A所示按本發(fā)明的外殼的橫截面示意圖；圖1C垂直于外殼正面的另外一個按照本發(fā)明的外殼的橫截面示意圖；圖2A從下看圖1A所示外殼的頂蓋的一個俯視示意圖；圖2B按圖1A和2A所示頂蓋的一個側壁的俯視示意圖；圖2C按圖2A的細部X的放大圖；圖2D沿著B-B剖面的按照圖2A的外殼頂蓋的橫截面示意圖；圖3從上面看的基底板的俯視示意圖；圖4A按照圖3的基底板A-A剖視圖；圖4B按圖4A的細部Z的放大圖；圖4C具有一個按照本發(fā)明的外殼的大功率元器件在外部匯流排上的裝配示例；圖5A圖3所示基底板的D-D剖視圖；圖5B在將頂蓋裝到基底板上去之前圖3所示基底板的E-E剖視圖；圖5C在將頂蓋裝到基底板去之后圖3所示的E-E剖視圖；圖6A在一種按照圖6B，6C的按本發(fā)明的大功率模塊中將功率電容器與模塊外接點電路接線示意圖；圖6B從下面看大功率模塊的基底板的一個俯視示意圖；圖6C具有按圖6B的基底板的按照本發(fā)明的外殼正面的示意圖；圖7A在一種具有兩個安裝平面的按照本發(fā)明的模塊里的電容器的布線的另外一個實例；圖7B圖7A所示一個按照本發(fā)明模塊的側壁的示意圖；圖8A電容器極在具有六個外接點的按照本發(fā)明的模塊外接點上的接線順序示例圖；圖8B從下面看具有按圖8A的外接點的布線的一個按本發(fā)明的模塊的基底板的俯視示意圖；圖8C具有按圖8B所示基底板的模塊的一個側壁的俯視示意圖；圖9A電容器極在按圖9B的一個按照本發(fā)明的模塊的外接點上的接線順序示例圖；圖9B從下看具有八個外接點的一個電容器模塊的基底板的俯視示意圖；圖10A電容器極在按圖10B和10C所示的具有兩個裝配平面的一種按照本發(fā)明的模塊的外接點上的接線順序示例圖；圖10B從下面看該按圖10C所示模塊的基底板的俯視示意圖；圖10C具有按圖10B所示基底板的模塊的側視示意圖；圖11A具有按照本發(fā)明的外殼的兩個模塊的接線示例圖；圖11B從下面看按圖11A相互接線起來的模塊的俯視示意圖；圖11C按圖11A和11B所示的其中一個模塊的正面示意圖；圖12A從下面看一個具有斷路器閘刀(Steckmesser)形式的外接點的基底板的俯視示意圖；圖12B具有按圖12A所示基底板的模塊的側視示意圖；圖12C具有按圖12A所示基底板的模塊正面的示意圖；圖12D按圖12B所示細部Z的放大圖。
圖1A是一種按照本發(fā)明的具有一個基底板1和一個頂蓋2的外殼的透視圖?；装?例如用壓制法由一種纖維復合材料制成?；装宓臒崤蛎浵禂蹬c頂蓋的熱膨脹系數通過如下達到匹配在基底板的材料中規(guī)定了一種相應分額的加強玻璃纖維。
在本發(fā)明的這種變型方案中在絕緣的基底板1里集成了所有必需的接通元件(電引線)用于將相應模塊的里面和外面電氣連接起來，以及集成了用于接收緊固元件例如角形托架的裝置(插入件18C)。
基底板1的側壁具有一個成型斜面。對插入件有用的區(qū)域除外，也就是說裝入插入件18C的部位除外。這些部位是凹臺10，其底面垂直于基底板1的底面。這種成型可以通過壓模的相應的構造來實現。通過一種這樣的“直角形”結構的插入件部位就可以使插入件18C的軸線近似平行于基底板1的底面?；装逶诓迦爰课焕锏木匦纬尚鸵虼丝梢允沟靡蕴摼€表示的緊固元件100，101(固定角形托架)最佳地固定在基底板上。固定角形托架一邊與基底板連接，另一邊通過示出的孔例如與一個此處未示出的機械固定的機架連接，該機架在該實施例中從下面支承住固定角形托架。
插入件18C是金屬套筒，它們適合于裝入緊固元件，例如螺栓或者金屬鉤。插入件優(yōu)選具有內螺紋。頂蓋2優(yōu)選由金屬制成。但頂蓋2也可以由一種用塑料涂覆的金屬板構成。
插入件為不同的固定結構提供機械穩(wěn)定的裝配點。通過按照本發(fā)明的矩形構造的插入部位或者通過上述對準的插入件軸線就可以應用矩形的角鋼件、矩形斷面管、壓板，但也可以用螺栓等等作為用于用戶的緊固元件的結構元件。
插入件可以布置在基底板1的側面上。作為備選方案可以將插入件也設置于基底板的底面上。
圖1B是按圖1A所示的按照本發(fā)明的外殼的一個橫截面示意圖。
基底板1和頂蓋2一起構成一個優(yōu)選封閉的空腔20。在基底板1里設有第一凹處18，頂蓋2就伸入該凹處里。在基底板1里還設有此處未示出的第二凹處19和第三凹處18a用于裝入緊固元件，見圖5B，并且設有第四凹處110用于裝入此處未表示的功率元器件。在基底板1里設有通孔93，它一邊適用于接通相應模塊的外接點，另一邊適用于接通裝在外殼里的大功率元器件的電接線。
第一凹處18在該圖1B所示的變型方案中設計成一個環(huán)繞的凹槽。但也可以在基底板1的側壁里設有一個軸肩用于接收頂蓋2以替代一個凹處18，見圖1C。在圖1C中頂蓋2的側壁借助于緊固元件99(固定螺釘，優(yōu)選是一種自攻螺釘)與基底板的外壁固定連接。頂蓋2和基底板的外壁具有相互對置布置的孔用于裝入緊固元件99。
圖2A是從下面看一個按本發(fā)明的外殼的頂蓋2的俯視示意圖。在頂蓋2的右側壁里(在正面)設有一個浸漬孔8?？梢栽谕鈿ろ斏w里設置多于一個的浸漬孔。也可以在外殼頂蓋里設有至少一個孔或者說至少一個緊固元件用于固定布置在頂蓋下的大功率元器件。
頂蓋2具有緊固壓板21，它們各有一個孔22。頂蓋的緊固壓板21與基底板1優(yōu)選通過一種螺栓連接來機械固定連接，為此見圖5B。
在所有本文本所述的緊固裝置中原則上可以用一種任意形狀的開口來替代孔。
圖2C是細部X的放大圖。在外殼頂蓋的此處所表示的變型方案中使緊固壓板21向里彎曲。備選地也可以使緊固壓板21向外彎曲。
圖2B是圖2A中所介紹的外殼頂蓋的側面的俯視示意圖，該側面將頂蓋的兩個正面連接起來。
圖2D是按圖2A的B-B剖面線的頂蓋的橫斷面圖。
圖3是基底板1從上面看的俯視示意圖。在基底板1的中間部位設有第四凹處110用于安裝大功率元器件。在基底板1的側壁里設有緊固部位109，它們布置于頂蓋緊固壓板的孔22的對面。在通孔93里可以看到布置在基底板1的第四凹處110里的、圖中未示出的大功率元器件的電接線92a。
優(yōu)選為環(huán)繞的、用于粘結劑或者密封劑18b的第一凹處裝有足夠量的填料(密封劑)，并結合另外的緊固措施-見圖5C-用于在基底板1和頂蓋2之間持久的密封粘結。
圖4A是按圖3的基底板1的A-A剖視圖?；装?的底面在下面進行構造并具有多個第五凹處104。通過基底板的一種這樣的構造尤其可以降低對應模塊的重量并節(jié)省基底板的材料。
圖4B是圖4A中細部Z的放大圖。電接線92a在基底板的通孔93里借助于一個O型圈95定心或者固定住并附帶地通過填料95a機械固定。功率元器件的電接線92a通過一個金屬套筒(插頭外殼96)和一個電引線(插頭91)與模塊的外接點92電連接。插頭91的橫截面可以是扁平的或者圓的。
在按照本發(fā)明的模塊中的電引線的其它詳細情況可見圖4C。電接線92a借助于一個金屬套筒96和一個接觸彈簧92c防振地與外接點92接通。伸入到基底板通孔93里的此處設計成插頭的外接點92的部分通過一個套筒(絕緣框94)固定在通孔93里。為了夾持住接觸彈簧92c設有一個絕緣框94，此框布置在插頭外殼96里。插頭外殼96下面成凸緣狀加寬。絕緣框94和插頭外殼96的外形尺寸基本上匹配于通孔93的形狀。
接觸彈簧92c用于部分地緩沖上面固定有模塊的裝置的振動，這使功率元器件的電接線92a和模塊的外接點92之間的交接區(qū)機械卸荷并因此保證了模塊的抗振性。
按照本發(fā)明的電容器模塊因而相比于已知的中間電路電容器組來說具有以下優(yōu)點用于抗振金屬框架和用于脫耦電容器的費用可以取消，因為通過電容器模塊的低感應構造就可以實現必需的小的電路電感而不用脫耦電容器。
模塊的外接點92此處折彎或者說作成“插接接觸夾”。外接點92的下面部分布置在一個匯流排90上并通過一個緊固元件92b與匯流排90固定連接。外部的匯流排90具有一個絕緣體90a。上匯流排90布置在一個支承元件93a上，該元件除了對匯流排之外還是電接點裝置92，92a，92c，96的一個附加的固定點。
電接點裝置92，92a，92c，96的結構應使它能夠克服機械負荷，例如搖動/振動。當然它的較大的機械負載、優(yōu)選通過緊固元件100，101(見圖1)卸載。
外接點92此處在基底板的底面上向著基底板的中心軸線而彎曲。但外接點92優(yōu)選如在圖6B中所示那樣彎曲，因而它離開基底板中心軸線地指向，或者說從基底板的底面向外引出來，使其孔露出來并從上面可以容易接近。
頂蓋2伸入第一凹臺18里。在本發(fā)明的于圖4c中所示的實施例中通過一個卡入元件將頂蓋2固定或者卡住在第一凹處18里?；装?的側壁和頂蓋2之間的中間腔通過一種填料18b密封。
圖5A是圖3的D-D剖面的剖視圖。壓入基底板1里的插入件18c優(yōu)選具有內螺紋，它例如借助于一個緊固螺栓可以與一個角形托架連接。
圖5B是在外殼頂蓋裝配之前按照圖3的基底板1的E-E剖面的剖視圖。在基底板的第三凹處18a里布置了頂蓋2的緊固壓板21。在基底板1的底面上設有第二凹處19用于沉入一個緊固元件99。第三凹處18a可以是第一凹處18的加寬部位。
第二凹處19首先(見圖5B)通過一個薄的分隔壁與第三凹處18a分隔開，在裝配外殼頂蓋時(見圖5C)通過一個自攻螺釘或者緊固元件99推過該分隔壁。該分隔壁使基底板的底面防止可能流出的填料實現密封。
將第二凹處19和第三凹處18a連接起來的緊固元件99設計成一個固定螺釘或者自攻螺釘。它通過第二凹處19伸入在基底板1里并用于將頂蓋2機械固定在基底板1上。
緊固元件99的按出力這樣來選擇可以建立起在電容器壽命終止時可預期的內壓。這在圖5c中所示的在基底板1和頂蓋2之間的連接區(qū)中在電容器壽命結束時在故障情況下就被用作為具有規(guī)定極限壓力的理論斷裂點。
基底板1和頂蓋2之間的交接區(qū)也可以是一種最好環(huán)繞的按圖4c的粘結連接，而沒有固定螺釘。這種粘結連接則是具有規(guī)定極限壓力的理論斷裂點。
本發(fā)明的另一個方面涉及到功率模塊，尤其是電容器模塊的低感應布線。功率模塊具有至少一個功率元器件，例如至少一個電容器或多個最好并聯連接的電容器，這些電容器布置在一個具有一個基底板1和一個頂蓋2的外殼里。
在本發(fā)明的這種變型方案中每個電容器極設有至少兩個，優(yōu)選為三個或四個外接點，它們同時又設計為緊固元件(例如夾子、插頭、緊固螺栓)或者借助于緊固元件優(yōu)選可以裝在同一個匯流排上。
配屬于同一個電容器極的模塊的外接點優(yōu)選地在基底板的底面上沿著一個平行于基底板的邊的軸線而布置。配屬于不同的電極的外接點優(yōu)選布置成兩列或者沿著兩個相互平行的軸線(圖6B，9B)。但所有外接點也可以沿著一個唯一的軸線布置，該軸線優(yōu)選在基底板的底面上在中間布置(圖8B，10B，12A)。
一個分布于多個外接點上的電連接中的每個支路都具有一個電感，其中對應的電連接的總電感由單個電感的并聯得出并相應地低于各個單個外接點的電感。
由于電接線分布在多個外接點上就尤其可以改善電容器模塊或者電容器組與IGBT面板的帶狀導線的耦合。這在一個IGBT變頻器中作為按本發(fā)明的模塊而實現的中間電路電容相對于已知的解決方案來說更為價廉，因為取消了以下成本部分退耦電容器，作為電容器組支架的金屬框架，用于將電容器低感應連接成中間電路組的帶狀導線、電容器組至IGBT面板的低感應輸入管路和一部分裝配成本。尤其有利的是具有一個插接接點的模塊的實施方式，見圖4C，這樣使裝配成本進一步降低。
圖6A舉例表示了在一個按照本發(fā)明的外殼里的電容器C的低感應接線。按照本發(fā)明電容器C的一個極與多個接線92或者92’電連接。外接線92設計成具有孔的緊固壓板的形式。
圖6B是從下面看的圖6A示意示出模塊的示意圖。在基底板的底面上設有多個第五凹處104。因此使模塊更輕并在制造基底板時使材料成本更低。
在基底板1上固定了一個角形托架100，它通過這里未示出的緊固元件與基底板1的插入件連接。在角形托架100里設有孔100a，通過這些孔可以使元器件例如固定在一個鋼板框里。
圖6C是具有按圖6B所示基底板的模塊的一個正面的側視示意圖。模塊布置在一個IGBT模塊的匯流排上并借助于緊固元件100固定在其上面。外接線92’在這里設計成如同按圖4C的外接點。匯流排具有裝于其上面的電容器模塊，它們借助于絕緣的支承元件93a與IGBT模塊的冷卻物體間隔開。
在圖7A和7B中介紹了按照本發(fā)明的模塊的另一個實施例，它適合于裝配在兩個平行的裝配平面里。模塊的外殼具有兩個優(yōu)選為基本同樣的由一種纖維復合材料制成的塑料基底板1’，1d和一個外罩2d。外殼的外罩2d是一個矩形管子，它兩邊都由各自一個塑料基底板1’，1d封閉住。
外罩2d的材料優(yōu)選為金屬，但也可以是一種塑料或者一種涂覆有塑料的金屬。
外接點92布置在第一(下面的)安裝平面里。外接點92”布置在第二(上面的)安裝平面里。
圖7A中用點劃線表示了第一塑料基底板1’的接線92或者電接線92”配屬于第二塑料基底板1d。外接點92布置在第一(下面的)安裝平面里。外接點92”布置在第二(上面的)安裝平面里。兩個塑料基底板1和1d優(yōu)選設計成基本相同。
外接點92在圖6B中設計成緊固壓板。但也可以將外接點設計成夾子形式，如圖4C。在圖8A中表示了介紹了外接點結構的另外一種方案。外接點92和92’沿著一個軸線布置并設計成螺旋接線的形式。外接點92此處布置在凹處104里。
圖8C是按圖8A和8B的模塊的側視示意圖。
在頂蓋2的上面設有緊固裝置103。緊固裝置103(例如焊接螺栓)可以例如通過焊接設于外殼頂蓋上。一個角形托架101借助于緊固裝置103而固定在頂蓋2的上面。另一個角形托架100與基底板1連接。角形托架100和101用于將模塊例如固定在一個鋼板柜里。
在本發(fā)明的這種變型方案中沒有使用通孔93或者說其是盲孔。
大功率元器件的極在模塊的多個外接點上的連接具有以下優(yōu)點這保證了具有外線路的模塊的一種低感應布線。
在圖9A和9B中介紹了一種具有一個大功率電容器C和四個外接線92，92’的模塊的另一種有利的低感應布線，其中每個外接線設計成大面積的并適合于借助兩個螺釘而固定在一個外匯流排上。
在圖10A至10C中表示了另一種模塊，它具有螺旋接線形式的外接點92。外接點92布置在第一安裝平面里，而外接點92”則布置在第二安裝平面里。與各自的電容器接線接通的外接點92(或92”)優(yōu)點布置在同一個安裝平面里。
在圖11A至11C中表示了另一種有利的按照本發(fā)明的模塊，它連接于一個同樣的模塊上。電容器C安裝在第一模塊的基底板1上。電容器C’布置在第二模塊的基底板1’上。每個模塊具有一個側面布置在基底板1上的接點元件105。兩個模塊的接點元件相互面對并這樣布置，使其對應的孔上下疊置。這兩個接點元件105借助于緊固螺栓相互連接。
接點元件105是一種具有+/-接線的帶狀導線，通過該帶狀導線使電容器C和C’低電感地并聯接線。電容器模塊的一種這樣的連接的優(yōu)點在于模塊之間的電連接的組成部分集成在各自模塊里并因此在模塊之間的交接區(qū)上就可以不用外部的電流傳導。一種這樣的電容器組尤其適合應用在至IGBT變頻器的交接區(qū)上并且對于抗振動的中間電路電容來說是一種經濟的解決方案。
在圖12A至12B中介紹了本發(fā)明的另一種實施方式。模塊的外接點此處設計成一種所謂斷路器閘刀的形式。這樣接通的特點在于特別低的固有電感，同時在于高的載流性能。
斷路器閘刀具有斷路器閘刀接點107和108，它們分別設計成一個角形元件，這種元件具有孔用來裝入緊固元件107a和108a。斷路器閘刀接點107和108借助于緊固元件107a和108a固定在基底板1上。
此處看不到的電容器接線通過每個極六個螺栓與斷路器閘刀的接線107或108接通。在兩個斷路器閘刀接點107和108之間設有一個分隔壁106，它由一種電絕緣材料制成。模塊可以借助于角形托架100固定在外部的電流導線上。
只是用少數實施例表示了發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于此。
本發(fā)明的所有方面和特征都可以任意地相互組合以及用其它本身就已知的措施，例如用于緊固組件的措施或者用于設計引線元件和接點元件的措施而相互組合起來。
對于具有高名義電壓的模塊來說外殼頂蓋2或者按圖7B的外殼2d可由塑料制成。
規(guī)定，該這按照權利要求26所述的用于大功率元器件的外殼可以包含有前面的權利要求的特征。在只有一個安裝平面的模塊里所描述的組件原則上也可以用在具有兩個安裝平面的模塊里，其中頂蓋并不設計成金屬頂蓋，而是一個金屬外罩。
在外殼里可以布置作為大功率元器件的三相電抗器。
在頂蓋2里，優(yōu)選在至少一個頂蓋壁里可以設有至少一個開孔用于固定大功率元器件。
附圖標記列表1基底板 93a 支承元件1’，1d 塑料基底板 94 用于夾持接觸彈簧92c的絕緣框2頂蓋95 密封元件2d 外罩95a 填料8浸漬孔 96 插頭外殼10 在基底電路板和插入件部 99 緊固元件(螺栓)位里的凹處18 第一凹處100 角形托架18a 在基底板里的第三凹處100a孔18b 填料101 角形托架18c 緊固元件(插入件)103 設于頂蓋里的緊固元件19 在基底板里用于沉入螺栓 104 基底板里的第五種凹處99的第二凹處20 空腔105 接點元件21 緊固壓板106 絕緣分隔壁22 在緊固壓板21里的孔 107 斷路器閘刀接點90 匯流排 107a緊固元件90a 匯流排90的絕緣體108 斷路器閘刀接點91 插頭108a緊固元件92 外接點 109 位于緊固壓板21里的孔22對面的基底板的緊固部位92a 大功率元器件的電接線110 用于接納大功率元器件的在基底板里的第四凹處92b 緊固元件(螺釘) 111 卡住元件92c 接觸彈簧C 電容器93 通孔
權利要求
1.用于大功率電氣元器件的外殼，-具有一個由一種纖維復合材料制成的基底板(1)，這種纖維復合材料包含一部分加強玻璃纖維，還具有至少一個與基底板固定連接的頂蓋(2)，-其中選擇加強玻璃纖維在纖維復合材料中的分額，使其熱的線膨脹系數與頂蓋的材料的熱的線膨脹系數從數量上來說最大偏差30％。
2.按權利要求1所述的外殼，其中纖維復合材料的熱的線膨脹系數與頂蓋的材料的熱的線膨脹系數從數量上說最大偏差20％。
3.按權利要求1所述的外殼，其中纖維復合材料的線膨脹系數與頂蓋的材料的熱的線膨脹系數的偏差從數量上說最大約10％。
4.按權利要求1至3所述的外殼，其中加強玻璃纖維的重量分額在50％和90％之間。
5.按權利要求4所述的外殼，其中加強玻璃纖維的重量分額在60％和75％之間。
6.按權利要求1至5所述的外殼，其中頂蓋(2)由金屬制成。
7.按權利要求1至6所述的外殼，其中頂蓋(2)與基底板在至少一個部位里封閉住。
8.按權利要求1至7中之一所述的外殼，其中頂蓋(2)伸入到第一凹處(18)里。
9.按權利要求1至8所述的外殼，其中在頂蓋上在基底板(1)的側面上設有緊固壓板(21)，它們分別具有至少一個孔(22)；其中基底板(1)具有開孔；其中設有緊固元件(99)，它們使基底板(1)的開孔與緊接壓板(21)的對應孔(22)連接起來。
10.按權利要求1至9所述的外殼，其中在基底板(1)里設有至少一個第四凹處(110)用于接收大功率元器件。
11.按權利要求1至10中之一所述的外殼，其中在基底板(1)的至少一個側壁里裝入套筒形式的插入件(18c)用于接收緊固元件，其中套筒的軸線平行于基底板(1)的底面，其中基底板(1)的側壁在套筒部位里垂直于其底面。
12.按權利要求1至11所述的外殼，其中在基底板(1)里設有通孔(93)用于接收在外殼的里面和外面之間的電氣引線。
13.按權利要求1至12中之一所述的外殼，其中在基底板(1)里在中間部位里設有一個第四凹處(110)用于接收大功率元器件。
14.按權利要求1至13中之一所述的外殼，其中在至少一個頂蓋壁里設有至少一個孔用于固定大功率元器件。
15.按權利要求1至14所述的外殼，其中在頂蓋(2)的一個側壁或正面壁里設有至少一個浸漬孔(8)。
16.用于大功率元器件的外殼，-它具有兩個平行的安裝平面，-包含有兩個對應于安裝平面的由一種纖維復合材料制成的塑料基底板(1’，1d)和一個布置在塑料基底板之間并固定與之連接的外罩(2d)，-其中在每個塑料基底板(1’，1d)里設有通孔(93)用于安裝電引線；-其中加強玻璃纖維在每個塑料基板(1’，1d)里的分額這樣來調定，使塑料基底板的線膨脹系數從數量上來說與頂蓋(2)的線膨脹系數偏差β＜30％。
17.具有一個按權利要求1至16中之一所述外殼的模塊，其中電容器(C)固定在外殼里。
18.按權利要求17所述的外殼，其中三相電抗器固定在外殼里。
19.按權利要求17或18所述的模塊，其中設計有通孔(93)用于安裝扁平帶狀導線的電引線。
20.按權利要求17至19中之一所述的模塊，其中設有外接點(92)，其形式為插頭夾子、緊固壓板、斷路器閘刀或者螺栓。
21.按權利要求17至20中之一所述的模塊，其中每個電容器的電接線(92a)與模塊的多個外接點(92)接通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于大功率元器件的、尤其是大功率電容器的外殼。本發(fā)明的構思是設計提出一種外殼，它具有一個由適合的電絕緣材料制成的基底板和一個優(yōu)選為金屬的頂蓋，其中基底板和頂蓋的熱的線膨脹系數相互匹配。這種匹配按照本發(fā)明通過設定在纖維復合材料中的玻璃纖維的分額來達到。
文檔編號H01G2/00GK1930646SQ200580007006
公開日2007年3月14日 申請日期2005年2月18日 優(yōu)先權日2004年3月4日
發(fā)明者H·韋特, L·伯格, W·許布謝爾 申請人:埃普科斯股份有限公司