BR102016011289B1 - Sistema para estruturas de barramento de tensão - Google Patents

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Abstract

SISTEMA PARA ESTRUTURAS DE BARRAMENTO DE VOLTAGEM Uma primeira estrutura de barramento compreende uma primeira camada condutora externa e uma primeira camada condutora interna separadas por uma primeira camada do dielétrico. Uma segunda estrutura de barramento compreende uma segunda camada condutora externa e uma segunda camada condutora interna separadas por uma segunda camada do dielétrico. Uma luva interna conecta eletricamente a primeira camada condutora interna com a segunda camada condutora interna. Uma luva externa conecta eletricamente a primeira camada condutora externa com a segunda camada condutora externa. Um fixador se estende através da luva interna para prender ou comprimir a primeira camada condutora externa e a segunda camada condutora externa uma à outra.

Description

Campo de Descrição
[001] Esta descrição refere-se a sistema ou conector para estruturas de barramento de tensão.
Fundamentos
[002] As estruturas de barramento de tensão podem ser utilizadas em veículos, tais como os veículos eletricamente impulsionados ou veículos híbridos que são impulsionados por motores de combustão interna, motores elétricos, ou ambos. Em certas aplicações, a estrutura de barramento de tensão pode ser configurada para operar com um pico ou uma tensão de operação máxima, ou um pico ou uma corrente máxima de funcionamento, ou ambos. No contexto de certos veículos, as condições de funcionamento de alta tensão podem implicar uma tensão de funcionamento máxima ou de pico ou até aproximadamente de 1200 volts de corrente contínua (VDC), por exemplo. Em algumas estruturas e conectores de barramento da técnica anterior, o desempenho e a eficiência de comutação de um comutador de semicondutor de potência pode ser degradado(a) se o comutador de semicondutor for alimentado a partir de um barramento de corrente contínua com indutância inflada ou capacitores são necessários para compensar a indutância.
[003] Em certa técnica anterior, um ou mais conectores condutores (por exemplo, tiras de barramento retangulares condutores ou tiras de barramento laminadas de polaridades opostas), entre diferentes estruturas de barramento de tensão, podem ser separados para evitar curtocircuitos e de arco, que tende a levar à indutância excessiva. Por exemplo, a separação dos terminais positivo e negativo (ou trajetos elétricos rastreáveis dentro do sistema) pode criar uma ou mais malhas de indutância que permitem que a energia do sistema seja dissipada dentro das malhas de recirculação ou malhas de indutância parasitas. Para certas normas de International Electrotechnical Commission (IEC) de aplicações em veículos ou em componentes eletrônicos para conectores de energia elétrica podem recomendar ou exigir cerca de três milímetros de separação para um sistema de 700 volts para permitir folgas e tolerâncias térmicas. Devido a este requisito de separação, a indutância do sistema é aumentada. As perdas de indutância não só reduzem a eficiência do sistema, mas podem exigir que as conexões condutoras (por exemplo, condutores) para ser sobredimensionadas para manipular a corrente elétrica aumentada resultante para compensar a perda indutiva. A corrente elétrica aumentada pode aquecer um ou mais conectores ou o barramento de alta tensão, que tende a aumentar os custos de material para condutores e outros materiais que podem suportar temperaturas mais altas do que o sistema de outro modo exigiria se a perda de indutância ou parasita for baixa. Por conseguinte, há uma necessidade para o conector para estruturas de barramento de tensão para manipular eficazmente as condições de funcionamento de alta tensão.
Sumário
[004] De acordo com uma forma de realização, um sistema de ou para estruturas de barramento de tensão refere-se a uma primeira estrutura de barramento e uma segunda estrutura de barramento. Uma primeira estrutura de barramento compreende uma primeira camada condutora externa e uma primeira camada condutora interna separadas por uma primeira camada do dielétrico. Uma segunda estrutura de barramento compreende uma segunda camada condutora externa e uma segunda camada condutora interna separadas por uma segunda camada do dielétrico. Uma luva interna conecta eletricamente a primeira camada condutora interna com a segunda camada condutora interna. Uma luva externa conecta eletricamente a primeira camada condutora externa com a segunda camada condutora externa. Um fixador se estende através da luva interna para prender ou comprimir a primeira camada condutora externa e a segunda camada condutora externa uma na direção da outra.
Breve descrição dos Desenhos
[005] A FIG. 1 é uma vista em seção transversal em perspectiva do conector para estruturas de barramento de tensão de acordo com a descrição.
[006] A FIG. 2 é a vista em seção transversal em perspectiva de uma porção superior do conector da FIG. 1.
[007] A FIG. 3 é uma vista em seção transversal em perspectiva de uma porção inferior do conector da FIG. 1.
[008] A FIG. 4 é uma vista de topo em perspectiva do conector para estruturas de barramento de tensão.
[009] A FIG. 5 é a vista de fundo em perspectiva do conector para estruturas de barramento de tensão.
[0010] A FIG. 6 é uma vista lateral de um conector.
Descrição detalhada
[0011] Tal como utilizado ao longo deste documento, o sistema 11 refere-se coletivamente a primeira estrutura de barramento 10, a segunda estrutura de barramento 22, a luva interna 74, a luva externa 70, ou suas camadas dielétricas 72, o fixador 40 e o retentor 42. Um conector coaxial 55 ou uma porção do conector coaxial 55 compreende uma luva interna 74, que é radialmente afastada de uma luva externa 70, a luva interna 74 e a luva externa 70 são eletricamente condutoras, ou formadas de metais ou ligas.
[0012] De acordo com uma forma de realização, um sistema 11 ou um conector 55 para estruturas de barramento de tensão (10, 22) refere-se a uma primeira estrutura de barramento 10 e uma segunda estrutura de barramento 22. A primeira estrutura de barramento 10 compreende uma primeira camada condutora externa 12 e uma primeira camada condutora interna 14 separadas por uma primeira camada do dielétrico 16. Um primeiro furo externo 32 está na primeira camada condutora externa 12; um primeiro furo interno 34 está na primeira camada condutora interna 14. Em uma forma de realização, o primeiro furo externo 32 tem um primeiro raio externo e o primeiro furo interno 34 tem um primeiro raio interno, em que o primeiro furo externo 32 tem um raio menor ou tamanho do que o primeiro raio interno. Em particular, o primeiro raio externo do primeiro furo externo 32 pode ser de tamanho compatível com um raio correspondente de um veio 75 do fixador 40, enquanto que o primeiro raio interno pode ser de tamanho proporcional para receber o raio externo correspondente da luva interna 74 ou sua camada do dielétrico externa 72.
[0013] Uma segunda estrutura de barramento 22 compreende uma segunda camada condutora externa 24 e uma segunda camada condutora interna 18 separadas por uma segunda camada do dielétrico 20. Um segundo furo externo 38 está na segunda camada condutora externa 24; um segundo furo interno 36 está na segunda camada condutora interna 18. Em uma forma de realização, o segundo furo externo 38 tem um segundo raio externo e o segundo furo interno 36 tem um segundo raio interno, em que o segundo furo externo 38 tem um raio menor ou tamanho do que o segundo raio interno. Em particular, o segundo raio externo do segundo furo externo 38 pode ser de tamanho compatível com um raio correspondente de um veio 75 do fixador 40, enquanto que o segundo raio interno pode ser de tamanho proporcional para receber o raio externo correspondente da luva interna 74 ou de sua camada do dielétrico externa 72.
[0014] Em uma forma de realização alternativa, a primeira estrutura de barramento 10, a segunda estrutura de barramento 22, ou ambas, podem compreender uma placa de circuito, ou uma placa de circuito impresso (por exemplo, placa de circuito de dupla face). Por exemplo, uma primeira estrutura de barramento 10 ou uma segunda estrutura de barramento 22 podem usar um substrato de cerâmica, um substrato de polímero, um substrato de plástico, um substrato de fibra de vidro, ou um substrato compósito como a primeira camada do dielétrico 16 ou a segunda camada do dielétrico 20, respectivamente. Além disso, as camadas condutoras (12, 14, 18, 24) podem compreender traços, microtiras, tiras, linhas de transmissão de placas paralelas de alta potência ou de planos de terra condutores.
[0015] Uma luva interna 74 conecta eletricamente a primeira camada condutora interna 14 com a segunda camada condutora interna 18. Uma luva externa 70 conecta eletricamente a primeira camada condutora externa 12 com a segunda camada condutora externa 24. Um fixador 40 se estende através da luva interna 74 para prender ou comprimir a primeira camada condutora externa 12 e a segunda camada condutora externa 24 à outra.
[0016] Em uma forma de realização, a luva interna 74 tem uma camada do dielétrico externa 72 de modo que a luva interna 74 seja eletricamente isolada da luva externa 70. Em outra forma de realização, a luva interna 74 tem uma camada do dielétrico externa 72 de modo que a luva interna 74 seja eletricamente isolada da luva externa 70 e forma uma seção de linha de transmissão coaxial para transmitir sinais de corrente contínua (CC), sinais de corrente alternada (AC) de baixa frequência, ou ambos (simultaneamente ou em tempos discretos separados). Por exemplo, a luva externa 70 pode ser conectado à terra, enquanto que o sinal propaga corrente contínua na luva interna 74 ou enquanto um sinal de corrente alternada propaga na região entre a luva interna 74 e a luva externa 70. Em um exemplo, a combinação da luva interna 74, de sua camada do dielétrico externa 72, da luva externa 70, de sua camada do dielétrico externa 72 compreende o conector coaxial 55 ou segmento de linha de transmissão coaxial. Em outro exemplo, a combinação da luva interna 74, a camada do dielétrico externa 72, a luva externa 70, a sua camada do dielétrico externa 72, o fixador 40 e o retentor 42 compreende o conector coaxial 55 ou segmento de linha de transmissão coaxial.
[0017] Em uma configuração, uma extremidade 91 da luva interna 74 contacta elétrica e mecanicamente com a primeira camada condutora externa 12, e uma extremidade oposta 93 da luva interna 74 contacta elétrica e mecanicamente com a segunda camada condutora externa 24. Por exemplo, uma extremidade substancialmente anular (91) da luva interna 74 contacta elétrica e mecanicamente uma respectiva região substancialmente anular da primeira camada condutora externa 12, e uma extremidade anular substancialmente oposta (93) da luva interna 74 contacta elétrica e mecanicamente uma respectiva região substancialmente anular da segunda camada condutora externa 24.
[0018] De modo semelhante, uma extremidade 95 da luva externa 70 contacta elétrica e mecanicamente a primeira camada condutora interna 14, e uma extremidade oposta 97 da luva externa 70 contacta elétrica e mecanicamente a segunda camada condutora interna 18. Por exemplo, uma extremidade substancialmente anular 95 da luva externa 70 contacta elétrica e mecanicamente uma respectiva região substancialmente anular da primeira camada condutora interna 14, e uma extremidade anular substancialmente oposta (97) da luva externa 70 contacta elétrica e mecanicamente uma respectiva região substancialmente anular da segunda camada condutora interna 18.
[0019] Um invólucro 26 tem uma abertura 99 para receber a luva externa 70 ou sua camada do dielétrico externa 72. Por exemplo, a abertura 99 do invólucro 26 pode ser associada com as paredes opostas substancialmente cilíndricas, que são capazes de conjugação, com ou sem uma vedação, e são vedadas com uma vedação 51, tal como um O-ring. Em uma forma de realização, a luva externa 70 compreende uma camada do dielétrico 72 para formar uma barreira isolada em relação ao invólucro 26 (por exemplo, particularmente se o invólucro é composto por um metal e se a conexão elétrica ou o acoplamento não é desejado). O invólucro 26 tem primeira porção do invólucro 28 que é presa em uma segunda porção do invólucro 30, e em que uma ou mais vedações (50, 51) ou gaxetas proporcionam uma barreira para evitar que o refrigerante para vazamento de uma câmara interna 52 do invólucro 26 para uma externa 56.
[0020] Em uma forma de realização, o invólucro 26 pode ser associado a um orifício de entrada opcional 101, um furo de saída 102, ou ambos (por exemplo, na primeira porção do invólucro 28 ou na segunda porção do invólucro 30) para circular fluido através de uma bomba ou a combinação de uma bomba, um radiador e um conduto ou um tubo (por exemplo, conectada(o) em série entre o orifício de entrada e o orifício de saída). O orifício de entrada 101 e o orifício de saída 102 são mostrados como linhas tracejadas para indicar que eles são opcionais e podem compreender conectores rosqueados ou não rosqueados ou pernos tubulares.
[0021] O fixador 40 compreende um parafuso 42 e um retentor que estão eletricamente isolados da primeira camada condutora externa 12 e da segunda camada condutora externa 24 por uma pluralidade de isolantes 47. Cada um dos isolantes 47 tem uma primeira porção de anel 46 e uma segunda porção de anel 48.
[0022] Uma arruela de compressão 44 é associado com uma extremidade do fixador 40 ou ambas as extremidades do fixador 40. A primeira camada condutora externa 12 tem uma região elevada 60 que se sobrepõe uma porção dielétrica elevada 62; a segunda camada condutora externa 24 tem uma região elevada 60 que se sobrepõe uma porção dielétrica elevada 62.
[0023] Na primeira estrutura de barramento 10, a primeira camada condutora externa 12 e a primeira camada condutora interna 14 podem portar correntes, tais como tensão de corrente contínua de polaridade oposta ou correntes alternadas de diferentes fases ou diferentes polaridades. Na segunda estrutura do barramento 22, a segunda camada condutora externa 24 e a segunda camada condutora interna 18 podem portar correntes, tais como tensão de corrente contínua de polaridade oposta ou correntes alternadas de diferentes fases ou diferentes polaridades.
[0024] Por exemplo, a primeira camada condutora externa 12 e a segunda camada condutora externa 24 são capazes de portar corrente contínua da primeira polaridade, enquanto a primeira camada condutora interna 14 e a segunda camada condutora interna 18 são capazes de portar corrente contínua de uma segunda polaridade, em que a primeira polaridade é oposta em relação à segunda polaridade. A primeira camada condutora externa 12 e a segunda camada condutora externa 24 são capazes de portar corrente da primeira polaridade alternada, enquanto a primeira camada condutora interna 14 e a segunda camada condutora interna 18 são capazes de corrente alternada de uma segunda polaridade, em que a primeira polaridade é oposta em relação à segunda polaridade, em que a corrente alternada tem uma frequência que é inferior a cerca de 100 kilohertz (kHz).
[0025] De acordo com uma forma de realização, um conector 55 para estruturas de barramento de tensão suporta uma conexão confiável elétrica e mecânica estável entre uma primeira estrutura de barramento 10 e uma segunda estrutura de barramento 22. Cada estrutura de barramento (10, 22), podem compreender estruturas de barramento, que é capaz de realização de alta tensão (por exemplo, dentro de uma faixa de cerca de 120 volts para 1200 volts de corrente contínua), a corrente elevada (por exemplo, dentro de uma faixa de aproximadamente 10 Amps a 120 Amps) ou ambas, com indução de indutância mínima para o sistema 11 para um veículo, uma máquina elétrica, um motor elétrico, ou um gerador. O conector 55 pode usar apenas um fixador 40 e um retentor associado 42 (por exemplo, porca), o que tende a minimizar o tempo de montagem.
[0026] O conector coaxial 55 é capaz de ser resfriado por refrigerante em uma câmara interna 52 de um invólucro adjacente 26, em que o invólucro 26 tem uma abertura (isto é, abertura substancialmente cilíndrica) para receber pelo menos uma porção (isto é, porção coaxial) do conector 55 para dissipação térmica eficiente do conector 55. Em uma forma de realização, o invólucro 26 compreende um primeiro membro ou porção de invólucro 28 e um segundo membro ou porção de invólucro 30 onde regiões geralmente anulares em torno da abertura 99 podem ser vedadas por uma vedação 50, gaxeta, vedante para confinar o refrigerante para o interior 52 do invólucro 26 para evitar que o refrigerante vaze ou saia de outra forma para o exterior 56 do invólucro 26. Assim, a primeira estrutura de barramento 10 e a segunda estrutura de barramento 22 podem ser resfriadas em conjunto com uma porção de conector 55 que passa através do invólucro 26 com um interior cheio com refrigerante ou refrigerante circulado por uma bomba através de orifícios opcionais (101, 102). Além disso, em algumas formas de realização, a primeira estrutura de barramento 10 e a segunda estrutura de barramento 26 podem depender do refrigerante associado ao invólucro 26 para resfriamento ativo com um refrigerante circulado e quaisquer áreas de superfície expostas das estruturas de barramento (10, 22) para dissipação de calor passivo do ar ambiente sem necessidade para câmaras de refrigeração adicionais ou invólucros associados à primeira estrutura de barramento 10 ou à segunda estrutura de barramento 22.
[0027] Em uma forma de realização alternativo, um material de interface térmico pode encher ou ser injetado em qualquer interstício de ar (isto é, uma região geralmente em forma anular) que de outra forma existe entre a abertura 99 e a luva externa 70 ou sua camada do dielétrico 72. Por exemplo, o material de interface térmico pode compreender uma graxa, uma fita ou enchedor termicamente condutor(a), em que a fita ou o enchedor pode compreender um polímero, um plástico, partículas metálicas, ou outros materiais enchedores que têm uma maior condutividade térmica do que o ar. O material de interface térmico é um material termicamente condutor que pode ser usado para diminuir a resistência térmica entre o conector 55, a luva externa 70, ou sua camada do dielétrico 72 e o invólucro 26 (por exemplo, para promover a dissipação de calor ou forma de transferência de energia térmica no conector 55 para o refrigerante no interior 52 do invólucro). Em ainda outras formas de realização, uma porção da luva externa 70 ou a abertura 99 podem ser em forma de cunha ou de força um pouco cônica ou apertar o material de interface térmico para uma posição apropriada entre o conector 55, a luva externa 70, ou sua camada do dielétrico 72 e o invólucro 26.
[0028] Aqui, o conector 55 compreende um conector de barramento coaxial definido por pelo menos a luva interna 74 e a luva externa 70 (e a camada do dielétrico interveniente 72). A luva interna 74 e a luva externa 70 podem compreender, tubos redondos de alta condutividade elétrica, que são arranjados para conectar uma estrutura de barramento de placa paralela plana (isto é, 10) com uma outra estrutura de barramento de placa paralela plana (isto é, 22). Em uma configuração, um par de luvas isolantes 72 separa a luva interna 74 e a luva externa 70 uma da outra, assim como isola a luva externa 70 do invólucro 26.
[0029] Em uma forma de realização alternativa, a camada exterior dielétrica 72, ou a luva externa 70, ou ambas, podem ser entalhadas ou ranhuradas para reter uma vedação opcional (isto é, O-ring) para vedar (e separar) a luva externa 70 (ou a partir), do invólucro 26 ou para substituir a camada do dielétrico 72.
[0030] Cada par de extremidades (91 e 95, ou 93 e 97) das luvas (70, 74) é escalonado um em relação ao outro, com a luva interna 74 aninhada ou posicionada de modo coaxial dentro da luva externa 70 ao longo do eixo 96, como ilustrado nas FIG. 2 e FIG. 3. A interface de terminal escalonada das luvas (70, 74) permite cada estrutura de barramento laminada geralmente plana (10, 22) conectar eletricamente com a luva interna 74 e a luva externa 70.
[0031] O sistema 11 é retido, preso comprimido, ou impelido junto com um fixador 40 e um retentor associado 42, tal como uma conexão rosqueada ou outra. A compressão do sistema montado 11 é mantida por conjuntos de arruelas de compressão 44 (por exemplo, arruelas Belleville) que intervêm entre uma cabeça do fixador e uma estrutura de barramento (10, 12) e entre o retentor 42 e outra estrutura de barramento (10, 12). Em uma forma de realização, o isolamento de certas partes do sistema de barramento 11 em relação às luvas (70, 74) pode ser fornecido por um conjunto de isolantes não deformantes 47 para controlar ou ajustar a reatância ou indutância do conector coaxial 55. Os isolantes 47 proporcionam isolamento elétrico ou isolamento entre as arruelas de compressão 44 e a primeira superfície condutora interna 14 e a segunda superfície condutora interna 18. Por exemplo, cada isolante 47 pode compreender uma primeira porção de anel dielétrica 46 e uma segunda porção de anel dielétrica 48.
[0032] Em uma forma de realização, a espessura da primeira camada do dielétrico 16 da primeira estrutura de barramento 10 é de uma espessura adequada (por exemplo, aproximadamente 10 milésimos de polegada a cerca de 25 milésimos de uma polegada, ou cerca de 0,00254 milímetros a cerca de 0,00635 milímetros) para proporcionar isolamento elétrico ou isolamento elétrico entre a primeira camada condutora interna 14 e a primeira camada condutora externa 12. Por exemplo, em uma forma de realização, a espessura do dielétrico pode ser suficiente para cumprir as normas IEC, enquanto minimiza a espessura da primeira camada do dielétrico 16 para reduzir a indutância (isto é, igual a ou menor que 10 nano-Henries) na medida em que capacitores de compensação não são necessários para a primeira estrutura de barramento 10 para fornecer potencial de corrente contínua para alimentar um ou mais comutadores de semicondutor.
[0033] Em uma forma de realização, a espessura da segunda camada do dielétrico 20 da segunda estrutura de barramento 22 é de uma espessura adequada (cerca de 10 milésimos de polegada a cerca de 25 milésimos de uma polegada, ou cerca de 0,00254 milímetros a cerca de 0,00635 milímetros) para proporcionar isolamento elétrico ou isolamento elétrico entre a segunda camada condutora interna 18 e a segunda camada condutora externa 24. Por exemplo, em uma forma de realização, a espessura do segundo dielétrico pode ser suficiente para cumprir as normas IEC, enquanto minimiza a espessura da segunda camada do dielétrico 20 para reduzir a indutância (por exemplo, igual ou menor que 10 nano-Henries) na medida em que os capacitores de compensação não sejam necessários para a segunda estrutura de barramento 22 para fornecer potencial de corrente contínua para alimentar um ou mais comutadores de semicondutor.
[0034] Em uma forma de realização, a espessura do dielétrico da camada do dielétrico da luva interna 74 se conforma substancialmente aos requisitos ou normas IEC (por exemplo, para cumprir certos requisitos de fluência, tais como expansão térmica ou movimento térmico diferencial). A espessura do dielétrico da camada do dielétrico 72 da luva interna 74 pode ser selecionada ou escolhida para minimizar a espessura do isolamento para reduzir a indutância do conector coaxial 55.
[0035] A primeira estrutura de barramento de 10 e a segunda estrutura de barramento 22 podem portar sinais de corrente contínua, alternando sinais de corrente ou ambos. A primeira estrutura de barramento 10 e a segunda estrutura de barramento 22 podem ser acopladas a uma fonte de corrente contínua através de capacitores eletrolíticos ou de um banco de capacitores de filtração para reduzir ou minimizar a corrente de ondulação na tensão de corrente contínua fornecida às estruturas de barramento; assim, os dispositivos de comutação de semicondutor.
[0036] Em uma forma de realização, o invólucro 26 compreende uma primeira porção do invólucro 28 presa a uma segunda porção do invólucro 30 através de uma ou mais fixadores, retentores, adesivos ou prendedores. Em uma configuração, o invólucro 26 é composto de um plástico, polímero, compósito, um plástico cheio com um enchedor, um polímero cheio com um enchedor ou uma fibra, um enchedor ou uma fibra incorporada dentro de uma resina de matriz de ligação. A primeira porção do invólucro 28 é capaz de conjugar com a segunda porção do invólucro 30 em uma interface de conjugação. A interface de conjugação pode ter um canal ou uma ranhura para receber, ou mais vedações (50, 51) para fornecer fluxo de refrigerante para resfriar a conexão coaxial sem afetar a indutância/capacitância dos sistemas de barramento 11.
[0037] Em uma forma de realização alternativa, um invólucro 26 composto de metal ou de uma liga pode ser usada se as camadas dielétricas coaxiais têm espessura suficiente para evitar o acoplamento entre o invólucro 26 e o conector coaxial 55. O invólucro 26 composto de metal ou uma liga pode ser utilizado para bloquear a interferência de radiofrequência ou interferência eletromagnética de interferir com nenhum conjunto de circuitos no interior 52 do invólucro 26, se o interior 52 aloja componentes eletrônicos em vez de conter refrigerante. O invólucro 26 composto de metal pode parar a propagação da interface eletromagnética de um exterior do invólucro 26 que entra no invólucro 26.
[0038] Em uma forma de realização alternativa, a camada do dielétrico 72 da luva externa 70 pode ser omitida ou feita mais fina sobre uma porção da luva externa 70 que engata a superfície interior (por exemplo, interior substancialmente cilíndrica) da abertura 99 para facilitar o acoplamento elétrico ou eletromagnético entre o invólucro de metal 26 e a luva externa 70 ou o terminal elétrico associado com a luva externa 70.
[0039] Como mostrado, cada arruela 45 mais externa parece compreender um anel ou uma arruela. Cada arruela de compressão interna 44 é disposta axialmente para dentro a partir da arruela mais externa 45. Cada arruela de compressão interna 44 compreende uma arruela de compressão, tal como um aço temperado ou arruela Belleville.
[0040] Em uma forma de realização, a primeira camada condutora externa 12 e a primeira camada condutora interna 14 podem ser compostas de metal ou ligas de metal, incluindo cobre, níquel e alumínio. De forma similar, a segunda camada condutora externa 24 e a segunda camada condutora interna 18 podem ser compostas de metal ou ligas de metal, incluindo cobre, níquel e alumínio.
[0041] O fixador 40 pode compreender um parafuso, um perno rosqueado, ou similar. O fixador 40, o retentor 42 (isto é, porca), a arruela externa 45 e a arruela de compressão 44 (isto é, arruelas Belleville) podem ser compostas de classe 8.8 através de hardware de aço 10,9, latão, bronze, aço niquelado ou aço inoxidável, por exemplo. Em particular, o hardware de aço de classe 8.8 a 10,9 é rentável e é geralmente compatível com cobre e certas ligas de cobre, tais como Electrical Tough Pitch Copper.
[0042] Em certas formas de realização, cada uma de luva interna 74 de luva externa 70 compreende, tubos que são do mesmo metal que as camadas condutoras para evitar a corrosão galvânica. A luva interna 74 e a luva externa 70 podem usar cobre de série C11000 ou de C10000. C11000 é o Electrical Tough Pitch Copper padrão (ETP). O ETP cobre a maior parte ou todas as variantes de cobre das séries C11000 e C10000.
[0043] Em formas de realização alternativas, metais ou ligas de metal adicionais podem ser usados para o fixador 40, o retentor 42, e as luvas (70, 74) ou outro hardware incluindo fósforo-bronze, berílio-cobre, ou outro metal ou liga.
[0044] Aqui, em algumas formas de realização, o conector coaxial 55 é redondo ou substancialmente cilíndrico para facilitar uma vedação simples, confiável e de baixo custo 51 (por exemplo, o O-ring é permitido para vedar o invólucro 26 junto em ou próximo das regiões geralmente anulares).
[0045] De acordo com certas formas de realização da presente descrição, o conector 55 com a configuração coaxial pode ser usado sem compensar capacitores ou capacitores de desacoplamento para compensar indutância elevada do conector 55. O projeto do conector 55 é bem adequado para uso em estruturas de barramento (por exemplo, barramentos de corrente contínua) que são usadas para acionar semicondutores de comutação de potência (por exemplo, porta isolada, transistores bipolares) de inversores ou controladores para controlar máquinas elétricas, motores elétricos, ou geradores em um modo de motorização, um modo de frenagem, ou modo de geração de potência sem capacitores de desacoplamento para compensar indutância elevada do conector 55. Por conseguinte, o custo e o peso dos capacitores de desacoplamento podem ser eliminados (enquanto mantêm níveis de indutância aceitáveis) nos exemplos comerciais de inversores, controladores ou certos outros dispositivos eletrônicos que usam o conector 55 de acordo com esta descrição.
[0046] Em certas configurações, o conector coaxial 55 da descrição é bem adequado para controlar ou minimizar a indutância para obviar qualquer necessidade de conectores sobredimensionados ou ligas de metal especiais para compensar qualquer indutância elevada do conector 55, que pode levar a uma redução no tamanho, no peso e no custo nos exemplos comerciais de inversores, controladores ou outros dispositivos eletrônicos que utilizam o conector 55 de acordo com esta descrição.
[0047] Além disso, em conformidade com esta descrição, em uma forma de realização, o conector 55 requer apenas um fixador 40 e um retentor 42 associado, ao passo que outras conexões de barramento alternativos podem requerer múltiplos fixadores, com conjuntos adicionais de atendimento de arruelas e isolantes.
[0048] Tendo descrito em uma ou mais formas de realização, torna-se aparente que várias modificações podem ser feitas sem se afastarem do escopo da invenção como definido nas reivindicações anexas. Outras formas de realização da invenção podem incluir qualquer combinação de características de uma ou mais reivindicações dependentes, e tais aspectos podem ser incorporados, coletivamente ou separadamente, em qualquer reivindicação independente.

Claims (16)

1. Sistema (11) para estruturas de barramento de tensão (10, 22), o sistema caracterizado pelo fato de compreender: uma primeira estrutura de barramento (10) compreendendo uma primeira camada condutora externa (12) e uma primeira camada condutora interna (14) separadas por uma primeira camada dielétrica (16); uma segunda estrutura de barramento (22) compreendendo uma segunda camada condutora externa (24) e uma segunda camada condutora interna (18) separadas por uma segunda camada dielétrica (20); uma luva interna (74) para conectar eletricamente a primeira camada condutora externa (12) com a segunda camada condutora externa (24); uma luva externa (70) para conectar eletricamente a primeira camada condutora interna (14) com a segunda camada condutora interna (18); e um fixador (40) que se estende através da luva interna (74) para prender ou comprimir a primeira camada condutora externa (12) e a segunda camada condutora externa (24) uma na direção da outra.
2. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a luva interna (74) tem uma camada dielétrica (72) de modo que a luva interna (74) seja eletricamente isolada da luva externa (70).
3. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma extremidade da luva interna (74) contacta elétrica e mecanicamente com a primeira camada condutora externa (12), e uma extremidade oposta da luva interna (74) contacta elétrica e mecanicamente a segunda camada condutora externa (24).
4. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma extremidade da luva interna (74) contacta elétrica e mecanicamente uma região anular da primeira camada condutora externa (12), e uma extremidade oposta da luva interna (74) contacta elétrica e mecanicamente uma região anular da segunda camada condutora externa (24).
5. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma extremidade da luva externa (70) contacta elétrica e mecanicamente a primeira camada condutora interna (14), e uma extremidade oposta da luva externa (70) contacta elétrica e mecanicamente a segunda camada condutora interna (18).
6. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma extremidade da luva externa (70) contacta elétrica e mecanicamente uma região anular da primeira camada condutora interna (14), e uma extremidade oposta da luva externa (70) contacta elétrica e mecanicamente uma região anular da segunda camada condutora interna (18).
7. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um invólucro (26) com uma abertura (99) para receber a luva externa (70).
8. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a luva externa (70) compreende uma camada do dielétrico (72) de modo a formar uma barreira isolada em relação ao invólucro (26).
9. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o invólucro (26) tem primeiro membro de invólucro (28) que é preso a um segundo membro de invólucro (30), e em que uma vedação (50) ou gaxeta proporciona uma barreira para impedir o refrigerante de vazar de uma câmara interior do invólucro (26).
10. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fixador (40) compreende um parafuso e um retentor (42) que são eletricamente isolados da primeira camada condutora externa (12) e da segunda camada condutora externa (24) por uma pluralidade de isolantes.
11. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que cada um dos isolantes (47) tem uma primeira porção de anel (46) e uma segunda porção de anel (48).
12. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que uma arruela de compressão (44) está associada em uma extremidade do fixador (40) ou ambas as extremidades do fixador (40).
13. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a primeira camada condutora externa (12) tem uma região elevada (60) que sobrepõe uma porção do dielétrico elevada; em que a segunda camada condutora externa (24) tem uma região elevada (60) que sobrepõe uma porção do dielétrico elevada.
14. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira camada condutora externa (12) e a segunda camada condutora externa (24) são capazes de portar corrente contínua da primeira polaridade, enquanto a primeira camada condutora interna (14) e a segunda camada condutora interna (18) são capazes de portar corrente contínua de uma segunda polaridade, em que a primeira polaridade é oposta em relação à segunda polaridade.
15. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira camada condutora externa (12) e a segunda camada condutora externa (24) são capazes de portar corrente alternada de primeira polaridade, enquanto a primeira camada condutora interna (14) e a segunda camada condutora interna (18) são capazes de alternar corrente contínua de uma segunda polaridade, em que a primeira polaridade é oposta em relação à segunda polaridade.
16. Sistema (11) para uma estrutura de barramento de tensão (10, 22) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma da primeira estrutura de barramento e da segunda estrutura de barramento compreende uma placa de circuito.
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