CN204270879U - 低电感电力电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低电感电力电容器，包括盖板组件、外壳和固定在外壳内的电容器芯组，电容器芯组由多个电容芯子分层叠加而成，正、负极引出铜带相互叠加设置在电容器芯组非喷金面的两侧，正、负极引出铜带及端子连接部的重叠部分之间设有绝缘层；每个电容芯子的两端喷金面分别通过焊接电连接在横向设置的分引出铜带上，电容器芯子组两端的各个分引出铜带两端通过焊接固定在正或负极引出铜带上。通过在电容器芯子组两侧设置双引出铜带，使得电流引至引出铜带时的路径最短且电流密度降低，可明显减小电容器自感量，提高变流器等设备的安全性能。

Description

低电感电力电容器

技术领域

本实用新型涉及一种电力电容器，具体地说是一种低电感电力电容器。

背景技术

目前，市场对大功率变流器的需求越来越大，对于担任变流任务的IGBT功率单元要求有更高的输出电流，更大的输出功率，以及更大的功率密度。为了满足大功率变流器这些性能，则要求逆变器中的直流支撑电容器的自感量越小越好。变流器的开关频率越高，输出电流越大则电流的变化率就越大；那么在直流母排上感应的电压就会越大。根据公式：U＝L*di/dt可知：改善电容自身的电感值，会大大降低变流器在输出电流大、开关频率高的情况下的感应电压。

目前市场中普遍使用的大功率电力电子薄膜电容器，其电容芯子采用的无感卷绕，电容器芯组的自感量极小。电容器的电极通过引出铜带以及铜导线与电容器芯组连接。而这些引出铜带、铜导线的自感就决定电容器自感值的大小。为了减小引出铜带的自感量，专利文献CN103021656A公开了一种低电感电力电容器，将正、负两极引出铜带在由若干个压扁的电容芯子上下叠加而成的电容器芯组一侧通过绝缘隔离进行叠加处理，以抵消电流经过正、负两极引出铜带叠加部分时产生的寄生电感，从而减少其自感量。

然而，对于采用圆柱形电容芯子分层叠加、每层电容芯子数量较多的电容器芯组来说，各个电容芯子的喷金面与引出铜带叠加区域即中间导电带距离不同，需通过铜带将喷金面和中间导电带连接，铜带的自身电感值较大，导致电容器自感较大，在变流器正常运行时产生的尖峰电压较大，会给设备带来安全隐患。为了消除感应电压带来的危害，通常需要在直流母排上甚至是电容器的正负电极上加装吸收电容，用来吸收这些有危害的尖峰电压。但 设备在长期运行过程中，吸收电容会出现损坏，必然会影响到设备的正常运行。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种采用多个圆柱形电容芯子分层叠加布置的低电感电力电容器，自感量低，可适用于2kHz以上的高频工况运行。

本实用新型是这样实现的：包括盖板组件、外壳和固定在外壳内的电容器芯组，电容器芯组由多个电容芯子分层叠加而成，电容器芯组上固定有与设置在盖板组件上的引出端子电连接的正、负极引出铜带，所述正、负极引出铜带分别有一对并呈纵向设置在电容器芯组非喷金面的两侧，电容器芯组两侧的正、负极引出铜带相互叠加，各正、负极引出铜带上端有折弯至电容器芯组上端面的、用来焊接引出导线的端子连接部，正、负极引出铜带及端子连接部的重叠部分之间设有绝缘层；每个电容芯子的两端喷金面分别通过焊接电连接在横向设置的分引出铜带上，电容器芯组两端的各个分引出铜带两端通过焊接固定在正或负极引出铜带上。电容芯子的电流经分引出铜带沿最短路径向两侧正或负极引出铜带分流，不仅路径缩短，而且电流在经过分引出铜带时不会叠加，电流密度降低，因此，电容器不会出现局部过热现象。而两侧正、负极引出铜带因相互叠加，在纹波电流通过引出铜带时使得寄生电感相互抵消，因而，电容器引出铜带产生的自感量可以明显减小。

为了方便分引出铜带与引出铜带的焊接，正、负极引出铜带上分别有折弯至喷金面的用来焊接固定分引出铜带的翻边，分引出铜带两端通过焊接固定在相应正或负引出铜带的翻边上。

本实用新型的一个优选方案是：正、负极引出铜带的两个端子连接部之间通过焊接固定有连接铜带。正、负极引出铜带的两个端子连接部通过连接铜带连成一体，不仅使得引出铜带能很好地固定在电容器芯组上，可以防止搬动过程或其他场合的振动引起引出铜带振动而影响各焊点强度，而且连接 铜带可以使两个端子连接部之间的电流强度一致，使得两侧正、负极引出铜带发热均匀，有利于电容器均匀散热。

由上述技术方案可知，本实用新型通过设置正、负极双引出铜带以及分引出铜带，每个电容器芯子上的电流可以均匀有效的通过分引出铜带到引出铜带，电流流通路径短且电流密度降低，不会出现局部过热情况。双引出铜带在电容器芯组两侧重叠复合，在纹波电流通过电容器引出铜带时产生的自感相互抵消，整台电容器的自感值大大降低。以2000Vdc-2000μF电容器为例，在相同的电容芯组的情况下，采用此方法的电容器较常规的电容器电感值由80nH减少到50nH以下，因此设备不需要额外安装吸收电容，可以提高变流器等设备的安全性能。另外，在本实用新型的优选方案中，通过在两个主引出铜带的端子连接部之间和连接铜带连接，不仅可以增加主、次引出铜带的焊点强度，还可以使两个端子连接部之间的电流强度一致，有利于电容器均匀散热。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是电容器芯组立体结构示意图。

图中标注符号的含义如下：

1-盖板组件 11-引出端子 12-引出导线 2-外壳 3-电容器芯组31-电容芯子 311-喷金面 41、42-正极引出铜带 51、52-负极引出铜带 411、421-翻边 6-分引出铜带 61、62-焊点 7-绝缘层8-绝缘板

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型包括盖板组件1、外壳2和固定在外壳2内的电容器芯组3。电容器芯组3可以为一个或数个并列设置，每个电容器芯组3外侧四周包裹绝缘膜后放置在外壳2中，绝缘膜在图1中没有画出。电容器芯组3的正、负极分别通过引出导线12与盖板组件1上的引出端子11电连接。

电容器芯组3结构参见图2，电容器芯组3由若干个圆柱形电容芯子31分层叠加而成，每一层电容芯子31的轴心呈水平方向并排布置。电容器芯组3在上端及两侧非喷金面处设置环氧树酯材料制成的绝缘板8。如采用压扁的电容芯子，每层的电容芯子按厚度方向平行并列布置，以便于其喷金面311的上、下部分可与分引出铜带6电连接。

与设置在盖板组件1上的引出端子11电连接的正、负极引出铜带分别有一对并呈纵向设置在电容器芯组3非喷金面的两侧的绝缘板8外侧，位于电容器芯组3两侧的正、负极引出铜带41、51和42、52相互叠加，各引出铜带41、42和51、52上端分别有折弯至电容器芯组3上端面的、用来焊接引出导线12的端子连接部411、412和511、512，正、负极引出铜带41、42和51、52及端子连接部411、412和511、512的重叠部分之间设有绝缘层7。该绝缘层7可采用聚丙烯膜片或绝缘纸制成的绝缘膜片，厚度较薄。电容器芯组3两端喷金面311上分别设置数个横向设置的、用来与电容芯子电连接的分引出铜带6，各分引出铜带6两端通过焊接分别固定在相应正或负引出铜带41、42或51、52上。本例如图1、2中所示，在相邻两层电容芯子31的每端喷金面之间布置一根分引出铜带6，相邻两层电容芯子的喷金面311上、下部分分别通过焊接电连接在分引出铜带6上，图中标号61为喷金面311与分引出铜带6电连接的焊点。

为了方便分引出铜带6与正、负极引出铜带41、42和51、52的焊接， 正、负极引出铜带41、42和51、52上有折弯至喷金面311端面的用来焊接固定分引出铜带6的翻边412、422，分引出铜带6两端通过焊接固定在正或负极引出铜带的翻边412、422上。图中标号62为分引出铜带6与翻边412、422电连接的焊点。

为方便固定正、负极引出铜带，正、负极引出铜带的两个端子连接部411、421和511、521之间分别通过焊接固定有连接铜带43、53。

为尽可能地抵消寄生电感，上述正、负极引出铜带的翻边412、422及分引出铜带6在电容器芯组3的两端喷金面311上呈对称分布；并且正、负极引出铜带41、42和51、52及端子连接部411、412和511、512最大程度地重叠。

本实用新型电容器芯组3采用浸油处理。当电容器芯组3及盖板组件1安装完成后，向外壳2内灌注聚氨酯或环氧树酯，制成干式电容器。

需要指出的是，本实用新型也可在外壳内灌注植物油或其他绝缘导热油，制成湿式电容器。

Claims (3)

1.低电感电力电容器，包括盖板组件(1)、外壳(2)和固定在外壳内的电容器芯组(3)，电容器芯组(3)由多个电容芯子(31)分层叠加而成，电容器芯组(3)上固定有与设置在盖板组件上的引出端子(11)电连接的正、负极引出铜带，其特征是：所述正、负极引出铜带(41、42和51、52)分别有一对并呈纵向设置在电容器芯组(3)非喷金面的两侧，电容器芯组(3)两侧的正、负极引出铜带(41、42和51、52)相互叠加，各正、负极引出铜带(41、42和51、52)上端有折弯至电容器芯组(3)上端面的、用来焊接引出导线(12)的端子连接部(411、421和511、521)，正、负极引出铜带(41、42和51、52)及端子连接部(411、421和511、521)的重叠部分之间设有绝缘层(7)；每个电容芯子(31)的两端喷金面(311)分别通过焊接电连接在横向设置的分引出铜带(6)上，电容器芯组(3)两端的各个分引出铜带(6)两端通过焊接固定在正或负极引出铜带(41、42或51、52)上。

2.根据权利要求1所述的低电感电力电容器，其特征是：正、负极引出铜带(41、42和51、52)上分别有折弯至喷金面(311)的用来焊接固定分引出铜带(6)的翻边(412、422)，分引出铜带(6)两端通过焊接固定在相应正或负极引出铜带的翻边(412、422)上。

3.根据权利要求1或2所述的低电感电力电容器，其特征是：正、负极引出铜带的两个端子连接部(411、421和511、521)之间通过焊接固定有连接铜带(43、53)。