CN115136264A - 用于将电源连接至感应器的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于将电源(9)连接至感应器(10)的装置，该装置包括由导电材料制成的至少三个连接板(11‑14，20)，并且任意数量的电容器(7)电连接至至少三个连接板，连接板允许处于并联、串联或串并联配置的电源与感应器之间的电连接，其特征在于，至少两个连接板基本上弯曲90°，每个连接板形成基本上相互垂直的两个半板(31‑38)，每个半板电连接至不同的连接板(11‑14，20)。

Description

用于将电源连接至感应器的装置

技术领域

本发明涉及用于安装在感应加热设备的振荡电路中使用的电容器的装置。

背景技术

用于安装振荡电路中的电容器的装置包括由导电材料(典型地是铜)制成的连接板，在该连接板上安装电容器。通常多个电容器安装在板上，电容器的数量与它们的单位电容、所寻求的总电容和振荡电路的电气特性(电压、电流和频率)有关。

当前的电容器安装装置典型地提供如图1中示意性所示的用于串并联配置的并联连接板(直列配置)。为了帮助理解基于该图以及关于图3、图7、图9和图11的安装原理，尺寸不成比例并且板之间的间隙被大大强调。在该图中，四个连接板1、2、3、4并联布置，其中两个外板和两个中央板被布置在同一平面上。该装置因此包括两个绝缘板。在该示例中，并且在该截面图中，两个电容器7被固定在第一外板1上，并且另一个电容器7被固定在第二外板4上。两个中央连接板2、3被布置在两个外板1、4之间。例如由特氟龙

制成的绝缘板5、6被放置在外连接板与中央连接板之间。在该装置的纵向视图(未示出)中，在连接板1和4的高度上连接多个电容器，电容器的数量与安装的特性有关。电容器包括用于固定在连接板上的装置例如用于安装螺钉的螺纹孔，以及电连接杆8例如带螺纹的电连接杆8。连接板包括与电容器的电连接杆符合的孔，以允许所述电连接杆穿过。根据电连接杆的直径选择连接板的孔的直径，使得其足够大以防止电流在电容器的杆与其上固定有电容器的板之间通过，从而保证电气隔离距离。电容器的电连接杆的长度使得它允许连接至另一连接板。在该示例中，外板1、4的电容器借助于螺母电连接至中央板2、3。外板包括与电容器的电连接杆符合的孔，以允许所述螺母以及用于固定螺母的键穿过。电源9电连接至板1和板2，并且感应器10电连接至板3和板4。图2示出了对应于根据图1的串并联配置的该示例的电气图。

在这种类型的直列配置中，两个外板1、4通过中央板2、3和电绝缘板5、6的存在而分开。

这种类型的配置的缺点如下：

·由于两个外部连接板之间的大空间而生产大自感(当板之间的空间增加时，这种自感增加)。

·这种自感产生电损耗，并且因此降低效率，以及由在连接中流动的电流产生磁场，该电流加热连接板，从而需要较大的冷却(电损耗图像)。

·操作员访问各种部件以用于安装和维护通常是复杂的。

发明内容

根据本发明的第一方面，提出了一种用于将电源连接至感应器的装置，该装置包括由导电材料制成的至少三个连接板，并且任意数量的电容器电连接至至少三个连接板，这些连接板允许处于并联、串联或串并联配置的电源与感应器之间的电连接，其特征在于，至少两个连接板基本上弯曲90°，每个连接板形成基本上相互垂直的两个半板，每个半板电连接至不同的连接板。

根据一种可能性，三个连接板之一可以基本上是直的并且电连接至两个不同的连接板。

根据另一种可能性，该装置可以包括基本上弯曲90°的四个连接板，每个连接板形成基本上相互垂直的两个半板，每个半板电连接至不同的连接板，该组件在截面图中基本上具有十字形。

同一连接板的两个连接半板可以通过由绝缘材料制成并基本上弯曲90°的至少一个板与另一连接板的两个其他连接半板分开。

有利地，该连接板可以包括冷却通道，冷却流体在该冷却通道中循环。

根据本发明的第二方面，提出了一种感应加热设备，该感应加热设备包括电源和感应器，其特征在于，电源与感应器之间的电连接由根据本发明的第一方面的至少一个装置或其一个或更多个改进产生。

本发明使得可以将连接中的电感降低到可忽略不计的水平，并且因此降低由在连接中循环的电流生成的磁场。

附图说明

本发明的其他特征和优点将从下面的详细描述中变得明显，为了理解本发明，参照附图，在附图中：

[图1]是根据现有技术的用于电容器的串并联配置的连接板的直列配置的示意性截面图。

[图2]是对应于图1中的串并联配置的电气框图的示意图。

[图3]是根据本发明的实施方式的用于电容器的串并联配置的连接板的十字形配置的示意性截面图。

[图4]是对应于图3中的串并联配置的电气框图的示意图。

[图5]是根据本发明的实施方式的用于电容器的串并联配置的连接板的十字形配置的来自第一视角的示意性三维视图。

[图6]是来自第二视角的根据图4的十字形配置的示意性三维视图。

[图7]是根据本发明的实施方式的用于电容器的并联配置的连接板的十字形配置的示意性截面图。

[图8]是对应于图7中的并联配置的电气框图的示意图。

[图9]是根据本发明的实施方式的用于电容器的串联配置的连接板的十字形配置的示意性截面图。

[图10]是对应于图9中的并联配置的电气框图的示意图。

[图11]是根据本发明的实施方式的用于电容器的串并联配置的连接板的T形配置的示意性截面图。

[图12]是对应于图11中的配置的电气框图的示意图。

[图13]是根据图11的在此以串并联配置示出的连接板的T形配置的可替选实施方式的示意性截面图。

[图14]是根据图13的在此以并联配置示出的连接板的T形配置的可替选实施方式的示意性截面图。

[图15]是本发明的示例应用的纵向示意图。

由于在下文中所描述的实施方式在本质上不是限制性的，因此特别地可以考虑仅包括所描述的特征的选择的本发明的变型，只要这种特征的选择足以授予技术优势或足以区分本发明与现有技术。如果该部分单独足以授予技术优势或足以区分本发明与现有技术，则在没有结构细节或者仅具有结构细节的一部分的情况下，该选择包括至少一个优选的功能特征。

在说明书的剩余部分中，具有相同结构或类似功能的元件将由同一附图标记指定。

具体实施方式

图3以截面示意性地示出了根据本发明的实施方式的用于串并联配置的连接板的配置。因此，图4中所示的其基本电气图类似于图2中所示的电气图。如在该图中可以看到的，四个连接板11、12、13、14以直角弯曲，并且组件在截面图中基本上形成十字。因此，连接板仅由绝缘板15、16的厚度间隔开，而在外板之间没有布置连接板。因此，两个连接板之间的距离减小到与提供板之间的电绝缘所需的绝缘板的厚度有关的严格的最小值。同样，在装置的纵向视图(未示出)中，在连接板11和12的高度上连接多个电容器，电容器的数量与安装的特性有关。

这种类型的配置的优点如下：

·由于因连接板之间的距离减小而实现最佳电气补偿，自感可忽略不计，

该自感产生非常小的电损耗，而导致非常好的效率。

·由在连接中流动的电流产生的磁场弱，导致连接板中的加热很少，因此需要很少的冷却。

·操作员可以容易地访问各种部件以用于安装和维护。

·最佳电气平衡。

有利地，绝缘板15、16也以直角弯曲，从而防止由于使用直板而将在十字中心中产生电弧的任何风险。实际上，如图3中所示，弯曲的绝缘板确保了绝缘材料在十字中心中的完美连续性，而直板将导致绝缘材料在十字中心的交叉处的不连续性，从而在绝缘材料可能不足的点处，即在两个板的接合处，产生泄漏路径的风险。为了促进将绝缘板弯曲90°，使用两个半厚度的板而不是可能较难弯曲的单个板可能是有利的。因此，例如，可以使用具有厚度为1mm的两个

板来代替测量为2mm厚的板。

图5和图6以纵向视图从两个不同的视角示出了根据本发明的具有十字形并处于串并联配置的连接板的电容器安装装置的另一示例。在这些图的三维图中，部件的尺寸比例比图1和图3中的尺寸比例更接近现实。该组件包括一组8个电容器。这些电容器通过冷却水的流动而冷却。出于该目的，每个电容器包括用于冷却水供应的第一连接件17和用于出水口的第二连接件18。电容器可以全部串联连接至同一冷却水回路，或者它们可以单独或以电容器组连接，每个组并联连接至冷却回路。电容器包括由导电材料(例如铜)制成的基座，通过该基座电容器借助于四个螺钉19被固定至连接板。因此，这在连接板与电容器之间产生了电连续性。电容器包括用于借助于螺母21与在其上紧固有所述电容器的另一个连接板电连接的螺纹杆8。连接板包括冷却通道22，冷却水在该冷却通道22中循环。正如在图5和图6中可以看到的，由于对连接板的加热有限，冷却通道仅覆盖板表面的一部分，即电流最强的部分。由于其水冷基座，电容器也有助于连接板的冷却。该通道22包括用于冷却水供应的第一连接件23和用于出水口的第二连接件24。连接板的冷却通道22可以全部串联连接至同一冷却水回路，或者它们可以并联连接。连接板的冷却通道22可以串联连接在与电容器相同的冷却水回路上，或者它们可以连接在单独的回路上。连接板11和12经由两个补偿器7并经由在图6中可见的分流环25电连接。就像电容器一样，该冷却环借助于四个螺钉被固定在板11上，并且它还包括用于借助于螺母27与在其上紧固有冷却环的板12电连接的螺纹杆26。经由电容器7或环25的连接板之间的电连接使得可以容易地从串并联型的配置转变为串联配置或并联配置。

图7示出了本发明的另一实施方式，该实施方式包括通过并联配置以十字形安装的四个连接板。在截面图中，该示例包括电容器7和两个分流环25。同样，纵向布置的电容器和环的总数取决于期望的特性。在图8中示出了等效电气图。

图9示出了本发明的另一示例性实施方式，该实施方式包括通过串联配置以十字形安装的四个连接板。在该截面图中，该示例包括两个电容器7。如前所述，纵向布置的电容器和环的总数取决于期望的特性。在图10中示出了等效电气图。

图11示出了本发明的呈“T”形、包括三个连接板的另一示例性实施方式。在该设置中，连接板11、12中的两个连接板弯曲90°，而第三连接板20是直的。在图12中示出了串并联的等效电气图。它保留了本发明的所有优点，特别是由于每对连接板之间的已减小到可能的最小值的距离。

在图13中所示的可替选实施方式中，弯曲板11、12形成为两个部分11a、11b、12a、12b。它们借助于螺钉和螺母相互固定。这种设置使得可以容易地移除串联电容器，并且因此转变为仅并联配置。它旨在用于在使用期间需要灵活性(修改电源-感应器-部件的适配)的应用，如果加热非常不同的部件，则这可能是必要的。为了从串并联配置转变为并联配置，部件11a、12a被移除。如图14中所示，部件11a、12a由连接件28所取代，该连接件28借助于螺钉和螺栓被固定。

本发明特别适用于以下情况：

·频率：中频(从15kHz至2MHz)

·输入电压：典型地低于1kV

·输出电压：高达8kV(电压增加)

·输出电流：高达50kA

·用于安装装置的电功率：>100kW

图15以前视图示意性地示出了本发明用于将电源连接至感应器的示例应用，其旨在加热连续退火线中的移动金属条。为了将所需的电力传输至设备，电源9与感应器10之间的连接由根据本发明的处于十字形配置的四个装置30产生，其特性如下：

·串并联配置

·电容器数量：72(具有18个电容器的4个模块)

·供应电压：500V

·输出电压：2500V至3000V

·输出电流：40kA

·无功功率：4MW

正如此处在图15中可以看到的，本发明的实现方式允许加热设备的紧凑安装，由于消除了直的连接板，电源与感应器之间的距离因电容器安装装置的紧凑性而被限制。

如将容易理解的，本发明不限于刚刚描述的示例，并且可以在不背离本发明的范围的情况下对这些示例进行多种修改。此外，本发明的各种特征、形式、变型和实施方式可以以各种组合被组合在一起，只要它们不是不相容的或相互排斥的。

Claims (6)

1.一种用于将电源(9)连接至感应器(10)的装置(30)，所述装置(30)包括由导电材料制成的至少三个连接板(11-14，20)，并且任意数量的电容器(7)电连接至所述至少三个连接板，所述连接板允许处于并联、串联或串并联配置的所述电源与所述感应器之间的电连接，其特征在于，至少两个连接板基本上弯曲90°，每个连接板形成基本上相互垂直的两个半板(31-38)，每个半板电连接至不同的连接板(11-14，20)。

2.根据前一权利要求所述的装置(30)，其特征在于，所述三个连接板(11-14，20)中的一个连接板(20)基本上是直的并且电连接至两个不同的连接板(11-14)。

3.根据权利要求1所述的装置(30)，所述装置(30)包括基本上弯曲90°的四个连接板(11-14)，每个连接板形成基本上相互垂直的两个半板(31-38)，每个半板电连接至不同的连接板(11-14，20)，组件在截面图中基本上具有十字形。

4.根据前一权利要求所述的装置(30)，其特征在于，同一连接板(11-14)的两个连接半板(31-38)通过由绝缘材料制成并基本上弯曲90°的至少一个板与另一连接板(11-14)的两个其他连接半板(31-38)分开。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述连接板(11-14)包括冷却通道(22)，冷却流体在所述冷却通道(22)中循环。

6.一种感应加热设备，所述感应加热设备包括电源(9)和感应器(10)，其特征在于，所述电源与所述感应器之间的电连接由根据前述权利要求中任一项所述的至少一个装置(30)产生。

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