CN108701545A - 由三个连接成三角形的筒形件形成的三相电容器 - Google Patents

由三个连接成三角形的筒形件形成的三相电容器 Download PDF

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Abstract

由三个筒形件形成的三相电容器，每个筒形件制成单件并连接成三角形。每个筒形件由两个同心配置的环形绕组构成，每个环形绕组通过绝缘材料相对于其邻接的筒形件分开，绝缘材料将电容器相对于其邻接的筒形件介电隔离并且允许电容器相对于另一个电容器轴向移动。在每个筒形件中的两个电容器为串联配置，使得两个电容器的总容量是每一个电容器的容量的一半，而两个电容器可以承受的电压是每个电容器的电压的两倍，由于储能容量是电压的二次方，因此实现了储存容量的增加，并伴随着较小电容器的制造要求。

Description

由三个连接成三角形的筒形件形成的三相电容器
技术领域
如其标题所描述的，本发明的目的是由三个连接成三角形的筒形件形成的三相电容器，并且每个筒形件包括串联配置的两个电容器，因此实现了适于直流电和交流电的高功率三相电容器。
本发明的特征在于包括三个筒形件的三相电容器的特殊配置和设计，其中每个筒形件又包括串联配置的两个电容器，目的是用以适用于需要高功率容量的系统中。三个筒形件适当地彼此连接，以实现三角形连接。
因此，本发明有关于一种固定电容器，且特别是一种卷绕电容器，其中金属板缠绕在介电片上以形成紧凑的筒形件，筒形件通常被引入金属外壳中然后用填充物密封或通过气体来保护以避免来自湿气，氧化和电气的影响。
背景技术
具有圆柱形几何形状电容器且被制成单件的三相电容器，其到目前为止的制造方法仅允许星形连接(star connection)。
具有圆柱形几何形状电容器的三相电容器的制程通过在卷绕金属板之后配置绝缘材料(优选地涂有硅树脂)，并通过蜡纸片隔开，以一定次数来完成。放置在通过卷绕形成的筒形件之间的绝缘材料从最终筒形件形成的两个面突出。从筒形件的一个面突出的绝缘材料被切割，使其与环形筒形件的边缘齐平，所述面涂有低介电薄膜或导电材料层，提供多个电容器的极板一样的电位，从而形成星形连接。
在现有技术中，已知以下与三相电容器有关的专利：
ES2546686 A1，涉及“连接形成三角形的筒形件的三相电容器”；
ES 1076106 U，其描述了由两个对齐的筒形件形成的三相电容器；以及
WO/2013/104808A1(EP 2654051)，其涉及由两个对准的筒形件形成的三相电容器，其具有过压断开功能。
电容器的储能容量与电容值成正比，与它们所承受的电压值成二次方正比。对于高压系统，电容器必须设计成能够承受工作电压，这一事实构造性地限制了电容器，使其因结构特征具有设计上的限制而难以在高压系统中实现具有高储能容量的特性。
因此，本发明的目的是提出一种三相电容器，其连接以形成具有用于高压系统的高储能容量的三角形连接，并提出诸如下文所述的电容器，其基础技术方案已公开于权利要求1。
发明内容
本发明的电容器对象是由三个筒形件形成的三相电容器，每个筒形件被制成单件并连接以形成三角形连接(triangular connection)或Δ形连接(delta connection)。
每个筒形件由两个环形绕组构成，每个环形绕(angular windings)组同心地配置，每个环形绕组通过绝缘材料相对于其邻接的筒形件分开，所述绝缘材料将电容器相对于与其邻接的筒形件介电隔离并且允许电容器相对于另一个电容器轴向移动。
在每个筒形件中的两个电容器为串联配置，使得两个电容器的总容量是每个电容器的容量的一半，而两个电容器可以承受的电压是每一个电容器的电压的两倍。由于储能容量与电压成二次方正比，因此实现了增加储能容量的目的。
每个电容器通过具有非常低摩擦系数的扁平绝缘材料与其相邻的电容器分开，目的是在内部过压的情况下允许内部部件能够相对于外部部件移动，并且在可能的实施方案中，绝缘材料为硅树脂(silicone)。
每个筒形件的每个同心环孔的上部构成每个电容器的一个连接极板，而下部构成每个电容器的另一个极板。
三个筒形件为相同并且彼此适当地连接，以形成三角形组件。
如前所述，每个筒形件具有两个同心配置的电容器，一个内部电容器和另一个外部电容器，其中一个面的极板与导电表面连接，目的是将每个筒形件的两个电容器串联配置。
为了实现每个筒形件的电容器的三角形连接，第一筒形件连接到下一个筒形件的一个极板，第二筒形件连接到第三筒形件，并且第三筒形件连接到第一筒形件。
为了能够实现两个邻接的环孔的等电位连接，配置在两个邻接的环孔之间的绝缘材料在每个面上需要被特别配置，使绝缘材料与环孔的与导电层连接的边缘保持齐平，并在其余的连接处突出，因此，绝缘材料供应辊必须沿其轴线纵向移动，以实现相对于环孔的绝缘相关定位。
由于所述的配置，实现了由三筒形件形成的三相电容器，其中每个筒形件包括以环形方式配置并且串联连接的两个电容器，这些筒形件彼此连接形成三角形连接，使得最终组件具有高储能容量，能够应用于交流电和直流电的高压，特别是在铁路和汽车领域以及风力涡轮机等领域，作为过滤和校正功率因数的元件或工业用途等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了连接以形成三角形连接的三相电容器的示意图，其中在每两相之间存在两个串联连接的电容器；以及
图2示出了由三个连接的筒形件形成的三相电容器的透视图。
具体实施方式
本发明的较佳实施例将搭配附图说明如下。
图1为三相电容器的实施例示意图，三相电容器具有连接成三角形的第一电容器(1)、第二电容器(2)、第三电容器(3)、第四电容器(4)、第五电容器(5)以及第六电容器(6)，其中第一电容器(1)具有第一极板(1.1)以及第二极板(1.2)，第二电容器(2)具有第一极板(2.1)以及第二极板(2.2)，第三电容器(3)具有第一极板(3.1)以及第二极板(3.2)，第四电容器(4)具有第一极板(4.1)以及第二极板(4.2)，第五电容器(5)具有第一极板(5.1)以及第二极板(5.2)，第六电容器(6)具有第一极板(6.1)以及第二极板(6.2)。第一电容器(1)与第二电容器(2)串联连接于相(A)与相(C)之间，第三电容器(3)与第四电容器(4)串联连接于相(A)与相(B)之间，第五电容器(5)以及第六电容器(6)串联连接于相(B)与相(C)之间。
在图2中，本实施例的三相电容器具有三个筒形件(7)、(8)、(9)，每一个筒形件包括两个同心排列的环孔(annular ring)状的电容器，即内部电容器和外部电容器，每个电容器通过绝缘材料相对于其邻接的筒形件彼此分开，绝缘材料用以使电容器相对于其相邻的电容器介电隔离，其中每个筒形件的内部电容器包括第一极板以及第二极板，每个筒形件的外部电容器包括第一极板以及第二极板，外部电容器的其中一极板通过导电层与内部电容器且相邻的极板连接，而未电连接的极板如筒形件的极板般用以连接该些相。
在图2中，可以看到在筒形件(7)、(8)和(9)中的第一电容器(1)，第三电容器(3)和第五电容器(5)中的第二极板(1.2)、(3.2)和(5.2)分别连接到第二电容器(2)、第四电容器(4)和第六电容器(6)的第一极板(2.1)、(4.1)和(6.1)。由于该些极板的自由边涂有导电层(10)，因此两个电容器之间的绝缘材料不会由自由边暴露出来。此外，在第一筒形件(7)中，第一电容器(1)的第一极板(1.1)连接到相(A)和第三电容器(3)的第一极板(3.1)，而第二电容器(2)的第二极板(2.2)连接到相(C)和第六电容器(6)的第二极板(6.2)，而第四电容器(4)的第二极板(4.2)连接到相(B)和第五电容器(5)的第一极板(5.1)。
因此，当考虑绝缘材料不从该些板突出时，需要寻求其一方面能够实现该些板的自由边的电连接的配置，此外所述配置还介电隔离该些电容器并在过电压(overvoltage)和随后断开(subsequent disconnection)的情况下允许电容器之间的移动，从而防止爆炸。
本发明在上文中已通过较佳实施例揭露，然而本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围应当以权利要求书所界定的范围为准。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种由三个连接成三角形的筒形件(7)、(8)和(9)形成的三相电容器，其中，每一所述筒形件(7)、(8)和(9)被制成单件并彼此连接以形成所述三角形连接或Δ形连接，其中筒形件(7)具有串联连接的第一电容器(1)以及第二电容器(2)，筒形件(8)具有串联连接的第三电容器(3)和第四电容器(4)，第三筒形件(9)具有串联连接的第五电容器(5)和第六电容器(6)，其中每一所述筒形件的电容器由同心设置的两个环形绕组形成，每个环形绕组相对于其相邻的筒形件通过绝缘材料分开，所述绝缘材料将电容器相对于其相邻的筒形件介电隔离，其中所述筒形件具有内部电容器和外部电容器，其特征在于，每一筒形件(7)、(8)和(9)的各内部电容器(2)、(4)和(6)包括第一极板(2.1)、(4.1)和(6.1)和第二极板(2.2)、(4.2)和(6.2)，而每一筒形件(7)、(8)和(9)的各外部电容器(1)、(3)和(5)包括第一极板(1.1)、(3.1)和(5.1)和第二极板(1.2)、(3.2)和(5.2)，其中每一筒形件的所述外部电容器的一个极板通过导电层(10)与所述内部电容器且相邻的极板连接。
2.根据权利要求1所述的由三个连接成三角形的筒形件形成的三相电容器，其特征在于，在所述筒形件(7)、(8)和(9)中，所述第一电容器(1)、所述第三电容器(3)以及所述第五电容器(5)的第二极板(1.2)、(3.2)和(5.2)分别地与所述第二电容器(2)、所述第四电容器(4)以及所述第六电容器(6)的所述第一极板(2.1)、(4.1)和(6.1)连接，且由于多个极板的自由边涂有所述导电层(10)，该些电容器之间的所述绝缘材料不会从所述自由边暴露出来，此外在所述第一筒形件(7)中，所述第一电容器(1)的第一极板(1.1)与相(A)以及所述第三电容器(3)的第一极板(3.1)连接，而所述第二电容器(2)的第二极板(2.2)与相(C)以及所述第六电容器(6)的第二极板(6.2)连接，而所述第四电容器(4)的第二极板(4.2)与相(B)以及所述第五电容器(5)的第一极板(5.1)连接。

Claims (3)

1.一种由三个连接成三角形的筒形件(7)、(8)和(9)形成的三相电容器，其特征在于，每一所述筒形件(7)、(8)和(9)被制成单件并彼此连接以形成所述三角形连接或Δ形连接，其中筒形件(7)具有串联连接的第一电容器(1)以及第二电容器(2)，筒形件(8)具有串联连接的第三电容器(3)和第四电容器(4)，第三筒形件(9)具有串联连接的第五电容器(5)和第六电容器(6)，其中每一所述筒形件的电容器由同心设置的两个环形绕组形成，每个环形绕组相对于其相邻的筒形件通过绝缘材料分开，所述绝缘材料将电容器相对于其相邻的筒形件介电隔离，其中所述筒形件具有内部电容器和外部电容器。
2.根据权利要求1所述的由三个连接成三角形的筒形件形成的三相电容器，其特征在于，每一筒形件(7)、(8)和(9)的各内部电容器(2)、(4)和(6)包括第一极板(2.1)、(4.1)和(6.1)和第二极板(2.2)、(4.2)和(6.2)，而每一筒形件(7)、(8)和(9)的各外部电容器(1)、(3)和(5)包括第一极板(1.1)、(3.1)和(5.1)和第二极板(1.2)、(3.2)和(5.2)，其中每一筒形件的所述外部电容器的一个极板通过导电层(10)与所述内部电容器且相邻的极板连接。
3.根据权利要求2所述的由三个连接成三角形的筒形件形成的三相电容器，其特征在于，在所述筒形件(7)、(8)和(9)中，所述第一电容器(1)、所述第三电容器(3)以及所述第五电容器(5)的第二极板(1.2)、(3.2)和(5.2)分别地与所述第二电容器(2)、所述第四电容器(4)以及所述第六电容器(6)的所述第一极板(2.1)、(4.1)和(6.1)连接，且由于多个极板的自由边涂有所述导电层(10)，该些电容器之间的所述绝缘材料不会从所述自由边暴露出来，此外在所述第一筒形件(7)中，所述第一电容器(1)的第一极板(1.1)与相(A)以及所述第三电容器(3)的第一极板(3.1)连接，而所述第二电容器(2)的第二极板(2.2)与相(C)以及所述第六电容器(6)的第二极板(6.2)连接，而所述第四电容器(4)的第二极板(4.2)与相(B)以及所述第五电容器(5)的第一极板(5.1)连接。
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