CN101299396A - 一种双重冷却式高频感应加热电容器 - Google Patents

一种双重冷却式高频感应加热电容器 Download PDF

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本发明公开了一种双重冷却式高频感应加热电容器，包括壳体、导热阻燃环氧树脂、电容器芯子及其芯子引出端，壳体内靠近芯子引出端旁装设有引出端冷却水通道，引出端冷却水通道的两端延伸出壳体外，所述壳体内还设有低磁导率金属块，低磁导率金属块上开有电容器芯子容置孔，电容器芯子容置孔内固定有电容器芯子，导热阻燃环氧树脂灌注在低磁导率金属块和电容器芯子周围的壳体内。该结构的电容器，通过引出端冷却水通道，间接水冷冷却芯子引出端，同时通过在壳体内增设低磁导率金属块，大大地加快了电容器芯子的导热速度，使热量及时被散走，这种双重冷却的散热方式，具有极好的散热效果，以使电容器适用于过大电流，高dv/dt，散热快的更高要求的感应加热设备使用。

Description

一种双重冷却式高频感应加热电容器
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，尤其是一种用于感应加热设备上高频谐振电容。
背景技术
在高频感应加热设备中，作谐振用的电容，根据功率的大小和实际电路应用的不同，容量要求在一般在0.01～3μF之间，电压在3000V以内；其共同特点是，要求频率高、电流大，dv/dt大，低损耗，低电感，散热快。
常用的感应加热电容，其结构包括壳体、导热阻燃环氧树脂、电容器芯子及其芯子引出端，壳体内靠近芯子引出端旁装设有引出端冷却水通道，引出端冷却水通道的两端延伸出壳体外，导热阻燃环氧树脂灌注在电容器芯子周围的壳体内。上述感应加热用的电容以聚丙烯薄膜作介质，以铝箔或者以双面蒸镀有金属层的金属化膜为电极，经卷绕成电容芯子，再以紫铜端子作为芯子引出端引出。上述结构的感应加热电容，通过间接水冷冷却紫铜端子，从而达到冷却芯子的目的。上述结构的电容器，能满足一般高频感应加热设备的使用要求，但是，对于要求更高的感应加热设备，电容器必须具备过大电流，高dv/dt，散热快的特点，而现有的许多电容器，受其热效率的限制，容易造成发热严重而失效，或者根本就无法满足这种更高频，更高电流的应用场合。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，而提供一种适用于高频、大电流的感应加热设备的双重冷却式高频感应加热电容器。
本发明的目的是这样实现的：
双重冷却式高频感应加热电容器，包括壳体、导热阻燃环氧树脂、电容器芯子及其芯子引出端，壳体内靠近芯子引出端旁装设有引出端冷却水通道，引出端冷却水通道的两端延伸出壳体外，所述壳体内还设有低磁导率金属块，低磁导率金属块上开有电容器芯子容置孔，电容器芯子容置孔内固定有电容器芯子，导热阻燃环氧树脂灌注在低磁导率金属块和电容器芯子周围的壳体内。该结构的电容器，通过引出端冷却水通道，间接水冷冷却芯子引出端，同时通过在壳体内增设低磁导率金属块，大大地加快了电容器芯子的导热速度，使热量及时被散走，这种双重冷却的散热方式，具有极好的散热效果，以使电容器适用于过大电流，高dv/dt，散热快的更高要求的感应加热设备使用。
本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：
为进一步提高电容器芯子的散热效果，在所述低磁导率金属块内还开有金属块冷却水通道；即：在金属块冷却水通道内通水直接冷却低磁导率金属块，这样冷却效果将更佳。
所述金属块冷却水通道与引出端冷却水通道相连通。
作为上述金属块冷却水通道的实施方案，所述金属块冷却水通道是低磁导率金属块内的通水孔或通水管。
作为进一步更为具体的实施，所述低磁导率金属块是铝块，铝块上开有多个贯穿其前、后表面的电容器芯子容置孔，每个电容器芯子容置孔内固定有对应的电容器芯子，电容器芯子产生的热量传递至铝块上，再由铝块传递给金属块冷却水通道内的水，最后，热量随水被带走，实现水冷却的作用。
所述芯子引出端是紫铜块，低磁导率金属块的前、后表面分别焊接有前、后紫铜块，电容器芯子两端与前、后紫铜块电连接，使低磁导率金属块上的多个电容器芯子呈并联连接。
所述电容器芯子包括双铝箔、两张聚丙烯薄膜和双面金属化膜构成，两张聚丙烯薄膜分别设置在双面金属化膜的上、下端面，双铝箔设置在其中一张聚丙烯薄膜上，电容器芯子由双铝箔内串以及聚丙烯薄膜、双面金属化膜卷绕组成。采用金属化聚丙烯薄膜箔式内串无感卷绕结构，双留边薄膜的低方阻要求，两张薄膜的镀层并接在一起，降低单个芯子损耗和电感，最后，电容器芯子并联接芯子引出端引出，以电容器更好地解决使用频率高、电流大、dv/dt大的问题。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的双重冷却式高频感应加热电容器，通过引出端冷却水通道，间接水冷冷却芯子引出端，同时通过在壳体内增设低磁导率金属块，大大地加快了电容器芯子的导热速度，使热量及时被散走，这种双重冷却的散热方式，具有极好的散热效果，以使电容器适用于过大电流，高dv/dt，散热快的更高要求的感应加热设备使用；通过实验证明，在实验条件相同的情况下，增设有低磁导率金属块散热的电容器与普通单一紫铜端子间接水冷冷却的电容器相比，前者温升更低，而且温度分布更均匀；再者，如果在低磁导率金属块上开有金属块冷却水通道；即：在金属块冷却水通道内通水直接冷却低磁导率金属块，这样冷却效果将更佳。
(2)本结构的高频感应加热电容器，电容器芯子采用金属化聚丙烯薄膜箔式内串无感卷绕结构，双留边薄膜的低方阻要求，两张薄膜的镀层并接在一起，降低单个芯子损耗和电感，最后芯子并联接铜板引出，以解决电容器使用频率高、电流大、dv/dt大的问题。
附图说明
图1是本发明双重冷却式高频感应加热电容器的结构示意图；
图2是图1的电容器内低磁导率金属块及其其前、后两侧紫铜块芯子引出端示意图；
图3是图2的立体分解图；
图4是图2的低磁导率金属块主视图；
图5是图2的另一实施例示意图；
图6是图5的电容器内低磁导率金属块及其前、后两侧紫铜块芯子引出端示意图；
图7是图5的低磁导率金属块主视图；
图8是本发明的电容器芯子结构示意图。
具体实施方式
实施例1：见图1至图4所示，一种双重冷却式高频感应加热电容器，包括壳体1、导热阻燃环氧树脂2、电容器芯子3及其芯子引出端4，壳体1内靠近芯子引出端4旁装设有引出端冷却水通道5，引出端冷却水通道5的两端延伸出壳体1外，所述壳体1内还设有低磁导率金属块6，低磁导率金属块6上开有电容器芯子容置孔7，电容器芯子容置孔7内固定有电容器芯子3，导热阻燃环氧树脂2灌注在低磁导率金属块6和电容器芯子3周围的壳体1内。
上述低磁导率金属块6是铝块，铝块上开有多个贯穿其前、后表面的电容器芯子容置孔7，每个电容器芯子容置孔7内固定有对应的电容器芯子3。所述芯子引出端4是紫铜块，低磁导率金属块6的前、后表面分别焊接有前、后紫铜块，电容器芯子3两端与前、后紫铜块电连接，使低磁导率金属块6上的多个电容器芯子3呈并联连接。
实施例2：见图5至图7所示，该结构与实施例1相近似，不同之处是，在低磁导率金属块6内还开有金属块冷却水通道8，金属块冷却水通道8与引出端冷却水通道5相连通，金属块冷却水通道8是低磁导率金属块6内的通水孔或通水管；在低磁导率金属块6上开有金属块冷却水通道8；即：在金属块冷却水通道8内通水直接冷却低磁导率金属块6，这样冷却效果将更佳。
见图8所示，上述电容器芯子3包括双铝箔301、两张聚丙烯薄膜302和双面金属化膜303构成，两张聚丙烯薄膜302分别设置在双面金属化膜303的上、下端面，双铝箔301设置在其中一张聚丙烯薄膜302上，电容器芯子3由双铝箔301内串以及聚丙烯薄膜302、双面金属化膜303卷绕组成。

Claims (7)

1.双重冷却式高频感应加热电容器，包括壳体(1)、导热阻燃环氧树脂(2)、电容器芯子(3)及其芯子引出端(4)，壳体(1)内靠近芯子引出端(4)旁装设有引出端冷却水通道(5)，引出端冷却水通道(5)的两端延伸出壳体(1)外，其特征是，所述壳体(1)内还设有低磁导率金属块(6)，低磁导率金属块(6)上开有电容器芯子容置孔(7)，电容器芯子容置孔(7)内固定有电容器芯子(3)，导热阻燃环氧树脂(2)灌注在低磁导率金属块(6)和电容器芯子(3)周围的壳体(1)内。
2.根据权利要求1所述双重冷却式高频感应加热电容器，其特征是，所述低磁导率金属块(6)内还开有金属块冷却水通道(8)。
3.根据权利要求2所述双重冷却式高频感应加热电容器，其特征是，所述金属块冷却水通道(8)与引出端冷却水通道(5)相连通。
4.根据权利要求2所述双重冷却式高频感应加热电容器，其特征是，所述金属块冷却水通道(8)是低磁导率金属块(6)内的通水孔或通水管。
5.根据权利要求1或2所述双重冷却式高频感应加热电容器，其特征是，所述低磁导率金属块(6)是铝块，铝块上开有多个贯穿其前、后表面的电容器芯子容置孔(7)，每个电容器芯子容置孔(7)内固定有对应的电容器芯子(3)。
6.根据权利要求5所述双重冷却式高频感应加热电容器，其特征是，所述芯子引出端(4)是紫铜块，低磁导率金属块(6)的前、后表面分别焊接有前、后紫铜块，电容器芯子(3)两端与前、后紫铜块电连接，使低磁导率金属块(6)上的多个电容器芯子(3)呈并联连接。
7.根据权利要求1所述双重冷却式高频感应加热电容器，其特征是，所述电容器芯子(3)包括双铝箔(301)、两张聚丙烯薄膜(302)和双面金属化膜(303)构成，两张聚丙烯薄膜(302)分别设置在双面金属化膜(303)的上、下端面，双铝箔(301)设置在其中一张聚丙烯薄膜(302)上，电容器芯子(3)由双铝箔(301)内串以及聚丙烯薄膜(302)、双面金属化膜(303)卷绕组成。
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