CN106504894B - 用于多相系统的电容器、尤其是中间电路电容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于多相系统的电容器、尤其是中间电路电容器。所述电容器具有第一平面电极和第二平面电极，并且具有至少一个电容器结构，并且具有从第一平面电极弯折的第一电压层和从第二平面电极弯折的第二电压层，并且具有用于接触第一电压层的至少一个第一极端子和用于接触第二电压层的至少一个第二极端子，建议电容器的第一电压层和第二电压层形成重叠区域，其中第一电压层和第二电压层彼此平行地并且通过间隙彼此间隔开、直接相叠地布置在电容器的底面上，以及建议至少一个第一极端子在第一电压层的侧向伸展中并且平行于此地至少一个第二极端子在第二电压层的侧向伸展中延伸超过重叠区域并且这样形成至少一个在电容器的底面上突出的接触凸肩对。

Description

用于多相系统的电容器、尤其是中间电路电容器

技术领域

本发明涉及一种具有独立权利要求1的前序部分所述的特征的用于多相系统的电容器、尤其是中间电路电容器。

背景技术

在功率电子学中，多个电网经由中间电路中的电的电容器由逆变器在能量上被耦联（verkoppeln）在共同的直流电压水平（Gleichspannungsebene）上。由于反复出现开关过程，与频率有关的高损耗功率通过相的交变的电流而出现。公知的是，通过平面的通电（Stromfuehrung）和通过在相反的电流方向的情况下引起的在电流层（Stromlage）之间的磁性相互作用得到由接线产生的电感的明显减小并且由此得到明显减小的损耗功率。

出版文献WO 2014/037168 A1表明了一种电储能电池，该电储能电池具有多个平面的阳极膜和多个平面的阴极膜，所述阳极膜和阴极膜具有相互弯折（abgewinkelt）的电压层（Spannungslage），其中总电感通过在上下重叠地放着的电压层中的平面的通电来减小。

发明内容

根据本发明，建议了一种用于多相系统的电容器、尤其是中间电路电容器。该电容器包括第一平面电极和与第一平面电极远远地（mit Abstand）对置的第二平面电极和至少一个电容器结构以及从第一平面电极弯折的第一电压层和从第二平面电极弯折的第二电压层，并且包括至少一个用于接触第一电压层的第一极端子和至少一个用于接触第二电压层的第二极端子，所述电容器结构具有至少一种电介质，所述电容器结构被插入在第一平面电极与第二平面电极之间。根据本发明，电容器的第一电压层和第二电压层形成重叠区域，在该重叠区域中第一电压层和第二电压层彼此平行并且通过间隙彼此间隔开，在电容器的底面上直接相叠地布置。根据本发明，至少一个第一极端子在第一电压层的侧向伸展中延伸，并且与之平行地，至少一个第二极端子在第二电压层的侧向伸展中延伸超过重叠区域而且这样形成至少一个在电容器的底面上突出的接触凸肩对（Kontaktierungsfahnenpaar）。

本发明优点

相对于现有技术，具有独立权利要求的特征的电容器具有如下优点：电容器的第一电压层和第二电压层形成重叠区域，在该重叠区域中，这些电压层相叠地引导。此外，在这些电压层上，在这些电压层的侧向伸展中构造极端子。通过这些面的平面平行引导并且相反的电流方向，在这些电压层中的电流路径彼此接近地被引导。通过在并排的导体附近的磁场的磁性耦合造成的可导致大损耗的效应有利地通过相叠引导的具有相反的电流方向的电流路径而被均衡。通过该有利的低感性的结构技术极大地降低了总电感，这有利地导致低损耗。根据本发明的电容器的平面电极和电压层的引导能够实现使电容器中的损耗和电感最小化。电极的损耗贡献、极接线和电极的布局以及集肤效应和邻近效应通过根据本发明的电容器来降低。集肤效应导致在被交流电流流经的电导体内部的电流密度小于外部区域中的电流密度。邻近效应导致在交流电流情况下在紧挨着并列的导体之间的电流收缩或者趋肤效应。此外，该结构相对于其他部件的电磁兼容性有利地得以改善。此外，根据本发明的电容器有利地可以作为多相电容器使用在中间电路中。这样，例如对于6相系统可以将所有相连接到根据本发明的电容器上，而不是两个三相电容器经由一个总线条来连接，这能够已在电感值非常小的情况下导致能振荡的CLC系统，所述能振荡的CLC系统在逆变器相的每次开关过程中被激励。由于在根据本发明的电容器中保留所有相端子的极性，所以所有端子都可以成对同样地被实施。根据平面电极和电压层的平面状构造，此外还得到了用于减小集肤效应的影响的有利的横截面，使得根据本发明的电容器具有有利的减小的损耗电阻。

本发明的其他有利的构建方案和改进方案通过在从属权利要求中说明的特征来实现。

证明为特别有利的是，第一平面电极和第二平面电极和布置在电容器的底面上的电压层在横截面上形成用于电容器结构的容纳部。这样，电容器结构可以插入在该容纳部中并且以这种方式有利地被调整并且被保护。如果电容器结构例如包括多个单个电容器，则这些电容器可以有利地被布置在该容纳部中，并且有利地简单地例如通过平面电极来接触和连接。

在特别有利的实施例中，极端子构造在通过平面电极和电压层形成的棱边上。这样，确保了极端子的特别简单的制造，这些极端子例如在棱边弯曲之前从材料中切割出。此外，布置在棱边上的极端子有利地不仅与布置在电容器的侧面上的其他部件而且与布置在电容器下方的部件接触。

如果在第二平面电极中和/或在第二电压层中布置有凹进部，则第一电压层相对于第二电压层可特别有利地被布置为，使得第一极端子通过第二电压层的凹进部伸出。这些电压层和平面电极可以特别有利地紧凑地被布置并且在第一电压层和第二电压层之间的重叠区域可以有利地最大地被构造。因此，不仅第一极端子而且第二极端子有利地简单地从外部接触。

在特别有利的实施例中，平面电极与相应的电压层一起在横截面上分别具有L形轮廓。由此由两个交错的L轮廓得到的U轮廓有利地是紧凑的并且提供了用于多个标准电容器的有利容纳部，而且因此在要求连接多个电容器的应用中证明是特别有利的。

证明为有利的是，在接触凸肩对中，第一极端子直接布置在第二极端子之上或者直接布置在第二极端子之下。这样，电流路径经由较大的区域平行引导并且因此进一步降低电容器中的损耗。

有利地，第一极端子和第二极端子具有相同的平面扩展。这样，确保电流路径相叠地直至极端子的最佳引导，降低了总电感并且改善了电磁兼容性。

证明为特别有利的是，在分别所属的平面电极或者电压层的延伸层面（Erstreckungsebene）中构造极端子。这能够实现简单且成本低廉地制造根据本发明的电容器并且此外具有如下优点：极端子安置在电容器的可容易接近的部位处并且可以简单地电接触。

在特别有利的实施例中，除了至少一个第一极端子和至少一个第二极端子之外还设置有其他同样的第一和第二极端子，所述其他同样的第一和第二极端子分别成对地形成其他d 接触凸肩对，其中极端子的总数尤其是多个三个、五个或者六个。这些实施例是具有三个、五个、六个或者更多个相端子的电容器，使得这些电容器对于许多应用而言例如有利地可以作为中间电路电容器来使用。

有利的是，在电容器中，在第一电压层和第二电压层之间的间隙中布置有由电绝缘的材料构成的绝缘层。这样，有利地第一电压层与第二电压层电绝缘。为了能够使在这些电压层之间的磁性相互作用成形得尽可能有效，在这些电压层之间的间距保持得尽可能小。为此，绝缘层例如也可以有利地用作在第一电压层与第二电压层之间的间距保持器。

特别有利地，在极端子上可以构造接触接片，所述接触接片具有如下优点：所述接触接片使相与极端子的电连接极为容易。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在后续的描述中予以更为详细的阐述。在附图中，

图1示出了根据本发明的电容器的第一实施例的示意图，

图2示出了图1中的根据本发明的电容器的经转动的第一实施例的示意图，

图3示出了根据本发明的电容器的第一实施例上的相端子的电路的示意图，

图4示出了根据本发明的电容器的第二实施例的示意图，

图5示出了极端子的实施例的详细图示。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的电容器1的第一实施例的示意图。电容器1包括第一平面电极10和与第一平面电极10远远地对置的第二平面电极20。这些平面电极10、20由导电材料、譬如金属制成。这些平面电极10、20可以平面地构造并且例如由板制成。在第一平面电极10和第二平面电极20之间插入电容器结构3，该电容器结构3具有至少一种电介质2。电容器结构3在本申请的上下文中被理解为如下结构：该结构与第一平面电极10和第二平面电极20一起可以形成电容器或其本身形成电容器。电容器结构3例如可以是电介质2，使得第一平面电极10与第二平面电极20和布置在第一平面电极10与第二平面电极20之间的电介质2一起形成电容器。但是，电容器结构3也可以包括一个或者多个电容器，所述电容器被布置在第一平面电极10与第二平面电极20之间并且根据应用目的可以并联或者串联连接。在此，作为电容器可以采用不同的电容器工艺、譬如堆叠或者圆形卷绕（Rundwickel）电容器。这些电容器例如可以与平面电极10、20导电接触。

根据本发明的电容器1的在图1中所示的实施例此外还包括从第一平面电极10弯折的第一电压层11和从第二平面电极20弯折的第二电压层21。这些电压层11、21由导电材料制成并且与相应的平面电极10、20导电连接。在此，第一平面电极10例如由与第一电压层11相同的材料制成并且与第一电压层11一体式地构造，而第二平面电极20例如由与第二电压层21相同的材料制成并且与第二电压层21一体式地构造。但是，这些平面电极10、20例如也可以与相应的电压层11、21一起构造为由不同材料构成的复合件。平面电极10、20和电压层11、21在该实施例中示例性地平板状构造。但是原则上，对于这些平面电极10、20和这些电压层11、21也考虑至少略微偏离平板形状。在所示的实施例中，第一平面电极10与第一电压层11一起在横截面上具有L形轮廓，而第二平面电极20与第二电压层21一起在横截面上同样具有L形轮廓。但是原则上，第一平面电极10和第一电压层11的横截面和/或第二平面电极20和第二电压层21的横截面也可以具有其他轮廓。

在该实施例中，第一电压层11和第二电压层21形成重叠区域4，在该重叠区域4中，第一电压层11和第二电压层21直接相叠地并且彼此平行地布置在电容器1的底面6上。在重叠区域4中，第一电压层11与第二电压层21通过间隙5间隔开。在本申请的上下文中，对象被理解为电压层11、21或者极端子12、22。如果第一对象部分地直接布置在第二对象之下或者部分地直接布置在第二对象之上，则在本申请的上下文中理解为，第一对象和第二对象相对彼此布置为使得第一对象到相对于第二对象平面平行地布置的投影层面上的垂直投影和第二对象到该投影层面上的垂直投影具有至少一个相交量。

如在图1和图2中的第一实施例的不同视图中所示出的那样，在该实施例中，六个第一极端子12在第一电压层11的侧向伸展中延伸，其中在该实施例中在这上面三个第一极端子12布置在由第一平面电极10和由第一电压层11形成的第一棱边13上。在该实施例中，三个另外的第一极端子12布置在第一电压层11的与在第一电压层11上的第一棱边13相对置的第一边缘16上。

在该实施例中，此外六个第二极端子22在第二电压层21的侧向伸展中延伸，其中在该实施例中在这上面第二极端子22中的三个布置在由第二平面电极20和由第二电压层21形成的第二棱边23上。第二极端子22中的三个另外的极端子在第二电压层21上布置在第二电压层21的与第二棱边23对置的第二边缘26上。在该实施例中，第一极端子12构造在第一电压层11的延伸层面中，而第二极端子22构造在第二电压层21的延伸层面中。延伸层面在本申请的上下文中被理解为想象中的层面，该层面包含第一电压层11、第二电压层21、第一平面电极10或者第二平面电极20并且在所有方向上延伸超过第一电压层11、第二电压层21、第一平面电极10或者第二平面电极20。在该实施例中，在第二平面电极20中，凹陷部（Ausnehmung）24与构造在与第一电压层11的第一棱边13相对置的边缘上的第一极端子12互补地被构造。这样，构造在与第一电压层11的第一棱边13相对置的边缘上的第一极端子12可以穿过在第二平面电极20中构造的凹陷部24伸出。第一极端子12例如具有与第二极端子22相同的空间扩展。但是，这些极端子例如也可以具有不同的空间扩展。

第一极端子12与第二极端子22一起分别形成接触凸肩对7。在该实施例中，三个接触凸肩对7布置在电容器1的第一棱边13上，而三个接触凸肩对7布置在电容器1的第二棱边23上。但是，这些接触凸肩对7例如也可以都被布置在电容器1的第一棱边13上或者都被布置在电容器1的第二棱边23上。此外，但是还可以构造其他数目的接触凸肩对7，并且接触凸肩对7可以被布置在电容器1的其他部位上。在该实施例中，对于电容器1作为6相电容器的应用而言在中间电路中构造六个接触凸肩对7，其中六个接触凸肩对7中的每个针对6相系统的一个相都是接触可能性。但是也可以在电容器1上构造其他数目的接触凸肩对7。例如，总共三个接触凸肩对7可以被构造用于作为3相电容器的应用或者五个接触凸肩对被构造用于作为5相电容器的应用。但是，接触凸肩对7的总数例如也可以是三的倍数、五的倍数或者六的倍数。

在该实施例中，在第一电压层11与第二电压层21之间的间隙5中布置有绝缘层8。绝缘层8由电绝缘的材料制成并且例如只能布置在第一电压层11和第二电压层21之间的重叠区域4中。但是，绝缘层也可以伸出超过第一电压层11和第二电压层21的重叠区域4。绝缘层例如也可以在分别形成接触凸肩对7的第一极端子12与第二极端子22之间的中间空间上延伸，将第一极端子12与第二极端子22电绝缘。为了使第一电压层11与第二电压层21之间的磁性相互作用成形得尽可能有效，在这些电压层之间的间隙5可以构造得尽可能小。这样，绝缘层8可以用作在第一电压层11与第二电压层21之间的间距保持器。

图3示出了根据本发明的电容器1的第一实施例上的相端子的电路的示意图。在此，6相系统的一个相30的极分别与接触凸肩对7的第一极端子12电连接，而同一相30的第二极与同一接触凸肩对7的第二极端子22电连接。根据在电容器1上构造的接触凸肩对7的数目，电容器可以用于多相系统，其中可连接的相30的数目在该多相系统中对应于接触凸肩对7的数目。

图4示出了根据本发明的电容器1的第二实施例。在该实施例中，不同于第一实施例地构造十二个接触凸肩对7，其中六个接触凸肩对7构造在电容器的第一棱边13上，而另外六个接触凸肩对7构造在电容器1的第二棱边23上。在该实施例中，也与布置在第一边缘16上的第一极端子12互补地在第二平面电极20中构造凹陷部24，使得构造在与第一电压层11上的第一棱边13相对置的边缘16上的第一极端子12穿过凹陷部24伸出。凹陷部24在此例如与第一极端子互补地构造，使得第一极端子不与第二平面电极20、第二电压层21和第二电压层21的第二极端子22直接接触。根据本发明的电容器的在图3中所示的第二实施例例如可以在12相系统的中间电路中被用作12相中间电路电容器。

图5示出了极端子12、22的实施例的图示。在该实施例中，在形成接触凸肩对7的第一极端子12和第二极端子22上构造接触接片9。例如在每个极端子12、22上构造两个接触接片9并且例如相互错移地布置这两个接触接片9。但是例如也可以仅构造一个接触接片9或者多个接触接片9。

当然，其他实施例和所示出的实施例的混合形式也是可能的。

Claims (12)

1.一种用于多相系统的电容器（1），其具有第一平面电极（10）和与所述第一平面电极（10）远远地对置的第二平面电极（20），并且具有至少一个电容器结构（3），所述电容器结构（3）具有至少一种电介质（2），所述电容器结构（3）被插入在所述第一平面电极（10）与所述第二平面电极（20）之间，

并且具有从所述第一平面电极（10）弯折的第一电压层（11）和从所述第二平面电极（20）弯折的第二电压层（21），

并且具有至少一个第一极端子（12），用于接触所述第一电压层（11），以及具有至少一个第二极端子（22），用于接触所述第二电压层（21），

其特征在于，

所述电容器（1）的所述第一电压层（11）和所述第二电压层（21）形成重叠区域（4），在所述重叠区域（4）中，所述第一电压层（11）和所述第二电压层（21）彼此平行地并且通过间隙（5）彼此间隔开，直接相叠地布置在所述电容器（1）的底面（6）上，

以及所述至少一个第一极端子（12）在所述第一电压层（11）的侧向伸展中并且平行于此地所述至少一个第二极端子（22）在所述第二电压层（21）的侧向伸展中延伸超过所述重叠区域（4）并且这样形成至少一个在所述电容器（1）的底面（6）上突出的接触凸肩对（7），

其中在所述第二平面电极（20）中和/或在所述第二电压层（21）中构造与所述至少一个第一极端子（12）互补的至少一个凹陷部（24），并且所述至少一个第一极端子（12）穿过所述凹陷部（24）突出，并且其中所述至少一个第二极端子（22）构造在由所述第二平面电极（20）和所述第二电压层（21）形成的第二棱边（23）上。

2.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述第一平面电极（10）和所述第二平面电极（20）以及在所述电容器（1）的底面（6）上并且直接相叠地布置的电压层（11，12）在横截面上形成用于所插入的电容器结构（3）的容纳部（14）。

3.根据权利要求1或2所述的电容器，其特征在于，所述至少一个第一极端子（12）构造在由所述第一平面电极（10）和所述第一电压层（11）形成的第一棱边（13）上。

4.根据权利要求1或2所述的电容器，其特征在于，所述第一平面电极（10）与所述第一电压层（11）一起在横截面上具有第一L形轮廓（15）和/或所述第二平面电极（20）与所述第二电压层（21）一起在横截面上具有第二L形轮廓（25）。

5.根据权利要求1或2所述的电容器，其特征在于，所述至少一个第一极端子（12）至少部分直接布置在所述至少一个第二极端子（22）之上或者至少部分直接布置在所述至少一个第二极端子（22）之下。

6.根据权利要求1或2所述的电容器，其特征在于，所述至少一个第一极端子（12）和所述至少一个第二极端子（22）具有相同的平面扩展。

7.根据权利要求1或2所述的电容器，其特征在于，所述至少一个第一极端子（12）构造在所述第一平面电极（10）的延伸层面中或者构造在所述第一电压层（11）的延伸层面中，和/或所述至少一个第二极端子（22）构造在所述第二平面电极（20）的延伸层面中或者在所述第二电压层（21）的延伸层面中。

8.根据权利要求1或2所述的电容器，其特征在于，除了所述至少一个第一极端子（12）和所述至少一个第二极端子（22）之外，设置有其他同样的极端子（12，22），所述其他同样的极端子（12，22）分别成对地形成另外的接触凸肩对（7）。

9.根据权利要求8所述的电容器，其特征在于，所述极端子（12，22）的总数是三、五或者六的倍数。

10.根据权利要求1或2所述的电容器，其特征在于，在所述间隙（5）中布置绝缘层（8）。

11.根据权利要求1或2所述的电容器，其特征在于，在所述第一极端子（12）上和/或在所述第二极端子（22）上构造至少一个接触接片（9）。

12.根据权利要求1或2所述的电容器，其特征在于，所述电容器是中间电路电容器。

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