低電感電力電容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種電力電容器，具體地說是一種低電感電力電容器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場對(duì)大功率變流器的需求越來越大，對(duì)于擔(dān)任變流任務(wù)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。變流器的開關(guān)頻率越高，輸出電流越大則電流的變化率就越大；那么在直流母排上感應(yīng)的電壓就會(huì)越大。根據(jù)公式:u=L*di/dt可知:改善電容自身的電感值，會(huì)大大降低變流器在輸出電流大、開關(guān)頻率高的情況下的感應(yīng)電壓。
[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銅導(dǎo)線與電容器芯組連接。而這些引出銅帶、銅導(dǎo)線的自感就決定電容器自感值的大小。為了減小引出銅帶的自感量，專利文獻(xiàn)CN103021656A公開了一種低電感電力電容器，將正、負(fù)兩極引出銅帶在由若干個(gè)壓扁的電容芯子上下疊加而成的電容器芯組一側(cè)通過絕緣隔離進(jìn)行疊加處理，以抵消電流經(jīng)過正、負(fù)兩極引出銅帶疊加部分時(shí)產(chǎn)生的寄生電感，從而減少其自感量。
[0004]然而，對(duì)于采用圓柱形電容芯子分層疊加、每層電容芯子數(shù)量較多的電容器芯組來說，各個(gè)電容芯子的噴金面與引出銅帶疊加區(qū)域即中間導(dǎo)電帶距離不同，需通過銅帶將噴金面和中間導(dǎo)電帶連接，銅帶的自身電感值較大，導(dǎo)致電容器自感較大，在變流器正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的尖峰電壓較大，會(huì)給設(shè)備帶來安全隱患。為了消除感應(yīng)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(fù)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(shè)備在長期運(yùn)行過程中，吸收電容會(huì)出現(xiàn)損壞，必然會(huì)影響到設(shè)備的正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種采用多個(gè)圓柱形電容芯子分層疊加布置的低電感電力電容器，自感量低，可適用于2kHz以上的高頻工況運(yùn)行。
[0006]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:包括蓋板組件、外殼和固定在外殼內(nèi)的電容器芯組，電容器芯組由多個(gè)電容芯子分層疊加而成，電容器芯組上固定有與設(shè)置在蓋板組件上的引出端子電連接的正、負(fù)極引出銅帶，所述正、負(fù)極引出銅帶分別有一對(duì)并呈縱向設(shè)置在電容器芯組非噴金面的兩側(cè)，電容器芯組兩側(cè)的正、負(fù)極引出銅帶相互疊加，各正、負(fù)極引出銅帶上端有折彎至電容器芯組上端面的、用來焊接引出導(dǎo)線的端子連接部，正、負(fù)極引出銅帶及端子連接部的重疊部分之間設(shè)有絕緣層；每個(gè)電容芯子的兩端噴金面分別通過焊接電連接在橫向設(shè)置的分引出銅帶上，電容器芯組兩端的各個(gè)分引出銅帶兩端通過焊接固定在正或負(fù)極引出銅帶上。電容芯子的電流經(jīng)分引出銅帶沿最短路徑向兩側(cè)正或負(fù)極引出銅帶分流，不僅路徑縮短，而且電流在經(jīng)過分引出銅帶時(shí)不會(huì)疊加，電流密度降低，因此，電容器不會(huì)出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。而兩側(cè)正、負(fù)極引出銅帶因相互疊加，在紋波電流通過引出銅帶時(shí)使得寄生電感相互抵消，因而，電容器引出銅帶產(chǎn)生的自感量可以明顯減小。
[0007]為了方便分引出銅帶與引出銅帶的焊接，正、負(fù)極引出銅帶上分別有折彎至噴金面的用來焊接固定分引出銅帶的翻邊，分引出銅帶兩端通過焊接固定在相應(yīng)正或負(fù)引出銅帶的翻邊上。
[0008]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案是:正、負(fù)極引出銅帶的兩個(gè)端子連接部之間通過焊接固定有連接銅帶。正、負(fù)極引出銅帶的兩個(gè)端子連接部通過連接銅帶連成一體，不僅使得引出銅帶能很好地固定在電容器芯組上，可以防止搬動(dòng)過程或其他場合的振動(dòng)引起引出銅帶振動(dòng)而影響各焊點(diǎn)強(qiáng)度，而且連接銅帶可以使兩個(gè)端子連接部之間的電流強(qiáng)度一致，使得兩側(cè)正、負(fù)極引出銅帶發(fā)熱均勻，有利于電容器均勻散熱。
[0009]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型通過設(shè)置正、負(fù)極雙引出銅帶以及分引出銅帶，每個(gè)電容器芯子上的電流可以均勻有效的通過分引出銅帶到引出銅帶，電流流通路徑短且電流密度降低，不會(huì)出現(xiàn)局部過熱情況。雙引出銅帶在電容器芯組兩側(cè)重疊復(fù)合，在紋波電流通過電容器引出銅帶時(shí)產(chǎn)生的自感相互抵消，整臺(tái)電容器的自感值大大降低。以2000Vdc-2000 μ F電容器為例，在相同的電容芯組的情況下，采用此方法的電容器較常規(guī)的電容器電感值由80ηΗ減少到50ηΗ以下，因此設(shè)備不需要額外安裝吸收電容，可以提高變流器等設(shè)備的安全性能。另外，在本實(shí)用新型的優(yōu)選方案中，通過在兩個(gè)主引出銅帶的端子連接部之間和連接銅帶連接，不僅可以增加主、次引出銅帶的焊點(diǎn)強(qiáng)度，還可以使兩個(gè)端子連接部之間的電流強(qiáng)度一致，有利于電容器均勻散熱。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ] 圖2是電容器芯組立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中標(biāo)注符號(hào)的含義如下:
[0013]1-蓋板組件11-引出端子12-引出導(dǎo)線2-外殼3-電容器芯組31-電容芯子311-噴金面41、42_正極引出銅帶51、52_負(fù)極引出銅帶411、421_翻邊6-分引出銅帶61,62-焊點(diǎn)7-絕緣層8-絕緣板
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型包括蓋板組件1、外殼2和固定在外殼2內(nèi)的電容器芯組3。電容器芯組3可以為一個(gè)或數(shù)個(gè)并列設(shè)置，每個(gè)電容器芯組3外側(cè)四周包裹絕緣膜后放置在外殼2中，絕緣膜在圖1中沒有畫出。電容器芯組3的正、負(fù)極分別通過引出導(dǎo)線12與蓋板組件I上的引出端子11電連接。
[0016]電容器芯組3結(jié)構(gòu)參見圖2，電容器芯組3由若干個(gè)圓柱形電容芯子31分層疊加而成，每一層電容芯子31的軸心呈水平方向并排布置。電容器芯組3在上端及兩側(cè)非噴金面處設(shè)置環(huán)氧樹酯材料制成的絕緣板8。如采用壓扁的電容芯子，每層的電容芯子按厚度方向平行并列布置，以便于其噴金面311的上、下部分可與分引出銅帶6電連接。
[0017]與設(shè)置在蓋板組件I上的引出端子11電連接的正、負(fù)極引出銅帶分別有一對(duì)并呈縱向設(shè)置在電容器芯組3非噴金面的兩側(cè)的絕緣板8外側(cè)，位于電容器芯組3兩側(cè)的正、負(fù)極引出銅帶41、51和42、52相互疊加，各引出銅帶41、42和51、52上端分別有折彎至電容器芯組3上端面的、用來焊接引出導(dǎo)線12的端子連接部411、412和511、512，正、負(fù)極引出銅帶41、42和51、52及端子連接部411、412和511、512的重疊部分之間設(shè)有絕緣層7。該絕緣層7可采用聚丙烯膜片或絕緣紙制成的絕緣膜片，厚度較薄。電容器芯組3兩端噴金面311上分別設(shè)置數(shù)個(gè)橫向設(shè)置的、用來與電容芯子電連接的分引出銅帶6，各分引出銅帶6兩端通過焊接分別固定在相應(yīng)正或負(fù)引出銅帶41、42或51、52上。本例如圖1、2中所示，在相鄰兩層電容芯子31的每端噴金面之間布置一根分引出銅帶6，相鄰兩層電容芯子的噴金面311上、下部分分別通過焊接電連接在分引出銅帶6上，圖中標(biāo)號(hào)61為噴金面311與分引出銅帶6電連接的焊點(diǎn)。
[0018]為了方便分引出銅帶6與正、負(fù)極引出銅帶41、42和51、52的焊接，正、負(fù)極引出銅帶41、42和51、52上有折彎至噴金面311端面的用來焊接固定分引出銅帶6的翻邊412、422，分引出銅帶6兩端通過焊接固定在正或負(fù)極引出銅帶的翻邊412、422上。圖中標(biāo)號(hào)62為分引出銅帶6與翻邊412、422電連接的焊點(diǎn)。
[0019]為方便固定正、負(fù)極引出銅帶，正、負(fù)極引出銅帶的兩個(gè)端子連接部411、421和511、521之間分別通過焊接固定有連接銅帶43、53。
[0020]為盡可能地抵消寄生電感，上述正、負(fù)極引出銅帶的翻邊412、422及分引出銅帶6在電容器芯組3的兩端噴金面311上呈對(duì)稱分布；并且正、負(fù)極引出銅帶41、42和51、52及端子連接部411、412和511、512最大程度地重疊。
[0021]本實(shí)用新型電容器芯組3采用浸油處理。當(dāng)電容器芯組3及蓋板組件I安裝完成后，向外殼2內(nèi)灌注聚氨酯或環(huán)氧樹醋，制成干式電容器。
[0022]需要指出的是，本實(shí)用新型也可在外殼內(nèi)灌注植物油或其他絕緣導(dǎo)熱油，制成濕式電容器。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.低電感電力電容器，包括蓋板組件(1)、外殼⑵和固定在外殼內(nèi)的電容器芯組(3)，電容器芯組(3)由多個(gè)電容芯子(31)分層疊加而成，電容器芯組(3)上固定有與設(shè)置在蓋板組件上的引出端子(11)電連接的正、負(fù)極引出銅帶，其特征是:所述正、負(fù)極引出銅帶(41、42和51、52)分別有一對(duì)并呈縱向設(shè)置在電容器芯組(3)非噴金面的兩側(cè)，電容器芯組(3)兩側(cè)的正、負(fù)極引出銅帶(41、42和51、52)相互疊加，各正、負(fù)極引出銅帶(41、42和51、52)上端有折彎至電容器芯組(3)上端面的、用來焊接引出導(dǎo)線(12)的端子連接部(411、421和511、521)，正、負(fù)極引出銅帶(41、42和51、52)及端子連接部(411、421和511、521)的重疊部分之間設(shè)有絕緣層(7);每個(gè)電容芯子(31)的兩端噴金面(311)分別通過焊接電連接在橫向設(shè)置的分引出銅帶(6)上，電容器芯組(3)兩端的各個(gè)分引出銅帶(6)兩端通過焊接固定在正或負(fù)極引出銅帶(41、42或51、52)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電感電力電容器，其特征是:正、負(fù)極引出銅帶(41、42和51,52)上分別有折彎至噴金面(311)的用來焊接固定分引出銅帶(6)的翻邊(412、422)，分引出銅帶(6)兩端通過焊接固定在相應(yīng)正或負(fù)極引出銅帶的翻邊(412、422)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低電感電力電容器，其特征是:正、負(fù)極引出銅帶的兩個(gè)端子連接部(411、421和511、521)之間通過焊接固定有連接銅帶(43、53)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種低電感電力電容器，包括蓋板組件、外殼和固定在外殼內(nèi)的電容器芯組，電容器芯組由多個(gè)電容芯子分層疊加而成，正、負(fù)極引出銅帶相互疊加設(shè)置在電容器芯組非噴金面的兩側(cè)，正、負(fù)極引出銅帶及端子連接部的重疊部分之間設(shè)有絕緣層；每個(gè)電容芯子的兩端噴金面分別通過焊接電連接在橫向設(shè)置的分引出銅帶上，電容器芯子組兩端的各個(gè)分引出銅帶兩端通過焊接固定在正或負(fù)極引出銅帶上。通過在電容器芯子組兩側(cè)設(shè)置雙引出銅帶，使得電流引至引出銅帶時(shí)的路徑最短且電流密度降低，可明顯減小電容器自感量，提高變流器等設(shè)備的安全性能。
【IPC分類】H01G4-228
【公開號(hào)】CN204270879
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420706253
【發(fā)明人】張進(jìn), 楊波, 潘毓嫻, 劉殿明, 汪威
【申請(qǐng)人】安徽銅峰電子股份有限公司
【公開日】2015年4月15日
【申請(qǐng)日】2014年11月21日