DE10345501B3 - Capacitor construction for use in power electronics, e.g. in converters, has pack held between clamping plates by bolts passed through openings - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kondensatoranordnung mit einem Kondensator, enthaltend einen Kondensatorwickel mit Elektrodenschichten und dazwischenliegenden Isolierschichten.The The invention relates to a capacitor arrangement with a capacitor, containing a capacitor winding with electrode layers and intermediate Insulating layers.
Kondensatoren und Kondensatoranordnungen der eingangs genannten Art werden beispielsweise in der Leistungselektronik zum Aufbau von Konvertersystemen verwendet. Dabei geht insbesondere bei Konvertersystemen kleinerer bis mittlerer Leistung der Trend zu immer höheren Leistungsdichten und zu immer höherer Systemintegration.capacitors and capacitor arrangements of the type mentioned are, for example used in power electronics for the construction of converter systems. This is especially in converter systems smaller to medium power the trend to ever higher Power densities and to ever higher System integration.
Aus
den Druckschriften WO 02/093597 A1,
Des
weiteren sind Konvertersysteme bekannt, bei denen ein Kondensator
auf einer Kühlplatte
montiert ist. Zur Befestigung des Kondensators an der Kühlplatte
wird eine Spannplatte verwendet, die den Kondensator seitlich überragt,
wobei seitlich zum Kondensator Befestigungselemente angeordnet sind,
die die Spannplatte mit der Kühlplatte
verspannen und somit den Kondensator zwischen die beiden Platten
einklemmen. Eine solche Kondensatoranordnung ist z. B. aus der Druckschrift
Die bekannte Kondensatoranordnung hat den Nachteil, daß durch die seitliche Anordnung der Befestigungselemente viel Platz verbraucht wird und darüber hinaus die Spannplatte entsprechend groß gestaltet werden muß, was hinsichtlich des Gewichts der Kondensatorvorrichtung nachteilig ist.The known capacitor arrangement has the disadvantage that by the lateral arrangement of the fasteners consumes a lot of space will and over In addition, the clamping plate must be made correspondingly large, which respect the weight of the capacitor device is disadvantageous.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kondensatoranordnung anzugeben, bei der eine platzsparende Montage eines Kondensators ermöglicht ist.It is therefore an object of the present invention, a capacitor arrangement specify, in which a space-saving installation of a capacitor is possible.
Diese Aufgabe wird durch eine Kondensatoranordnung nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.These Task is achieved by a capacitor arrangement according to claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are the further dependent claims remove.
Es wird eine Kondenstoranordnung mit einem Kondensator angegeben, der einen Kondensatorwickel enthält. Der Kondensatorwickel weist Elektrodenschichten mit dazwischenliegenden Isolierschichten auf. Der Wickel ist mit wenigstens einer Aussparung zur Aufnahme eines Befestigungselementes versehen. Der Wickel ist zwischen einer Spannplatte und einer Montageplatte verspannt. Diese Verspannung erfolgt mittels wenigstens eines Befestigungselementes, das in der wenigstens einen Aussparung im Wickel angeordnet ist.It is a Kondenstoranordnung specified with a capacitor, the contains a capacitor winding. The capacitor winding has electrode layers with intermediate ones Insulating layers on. The winding is with at least one recess provided for receiving a fastener. The winding is clamped between a clamping plate and a mounting plate. These Tensioning takes place by means of at least one fastening element, which is arranged in the at least one recess in the winding.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Kondensatoranordnung, bei der der Kondenstorwickel mit einer Aussparung zur Aufnahme des Befestigungselementes versehen ist, kann das Befestigungselement zur Verbindung der Montageplatte mit einer Spannplatte platzsparend im Innern oder am Rand des Wickels, jedoch immer innerhalb der geometrischen Abmessungen des Wickels angeordnet werden. Dadurch kann zum einen erheblich Platz eingespart werden und zum anderen kann die Spannplatte so ausgeführt werden, daß sie die geometrischen Abmessungen des Kondensatorwickels nicht überragt, wodurch auch beträchtlich an Gewicht eingespart werden kann.By the inventive design the capacitor arrangement in which the Kondenstorwickel with a Recess is provided for receiving the fastening element, the fastener for connecting the mounting plate with a Clamping plate saves space inside or at the edge of the coil, however always be placed within the geometric dimensions of the roll. This can be saved for a considerable amount of space and for Others, the clamping plate can be carried out so that they geometric dimensions of the capacitor winding not surmounted, which also considerably can be saved in weight.
In einer Ausführungsform des Kondensators ist die Aussparung im Wickel als ein im Innern des Wickels verlaufendes Loch gestaltet. Dadurch wird es ermöglicht, Befestigungselemente im Innern des Wickels anzuordnen. Beispielsweise gelingt dadurch auch die Anordnung eines Befestigungselements im Bereich des Zentrums des Wickels, wo durch entsprechende Ausbildung des Befestigungselements gegebenenfalls die Möglichkeit besteht, den Wickel mit einem einzigen Befestigungselement im Zentrum des Wickels zu befestigen.In an embodiment of the capacitor is the recess in the winding as one inside designed the winding hole. This makes it possible To arrange fasteners inside the roll. For example also succeeds in the arrangement of a fastener in the area the center of the coil, where appropriate by appropriate design of the fastener the possibility consists of the winding with a single fastener in the center of the To attach to the winding.
In einer anderen Ausführungsform des Kondensators ist die Aussparung am Rand des Wickels angeordnet.In another embodiment of the capacitor, the recess is arranged on the edge of the coil.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Kondensators sind eine oder mehrere weitere Aussparungen vorgesehen.According to one another embodiment of the capacitor, one or more further recesses are provided.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Kondensators ist eine oder mehrere zusätzliche Aussparungen in Form eines nicht durchgehenden Loches vorgesehen.According to one another embodiment of the capacitor is one or more additional recesses in shape a non-through hole provided.
Solche zusätzliche Aussparungen ermöglichen die platzsparende Integration von aus der Kühlplatte hervorstehenden Elementen ins Innere des Wickels. Alternativ kann ohne zusätzlichen Raumbedarf eine Granulatfüllung vorgesehen werden, die beispielsweise dazu dienen kann, eindringende Feuchte zu absorbieren. Als Granulatfüllung kommt beispielsweise ein Molekularsiebgranulat in Betracht.Such additional Allow recesses the space-saving integration of protruding from the cooling plate elements inside the wrapper. Alternatively, a granulate filling can be provided without additional space requirement which can serve, for example, to penetrating moisture absorb. As a granulate filling For example, a molecular sieve granules into consideration.
In einer Ausführungsform der Kondensatoranordnung ist zwischen der Spannplatte und dem Wickel ein Federelement angeordnet. Ein solches Federelement hat den Vorteil, daß es zusätzlich den Aufbau einer Federkraft zur Verspannung des Kondensators zwischen der Kühlplatte und der Spannplatte bewirken kann. Dadurch kann die mechanische Stabilität und insbesondere die Eignung für den Einsatz bei starken Vibrationen, beispielsweise im Automobilbereich, verbessert werden.In one embodiment of the capacitor arrangement, a spring element is arranged between the clamping plate and the winding. Such a spring element has the advantage that it can additionally effect the construction of a spring force for clamping the capacitor between the cooling plate and the clamping plate. This allows the mechani stability and in particular the suitability for use in strong vibrations, for example in the automotive sector.
Vorteilhafterweise kann als Federelement eine Schaumstoffmatte verwendet werden.advantageously, can be used as a spring element, a foam mat.
Als Befestigungselement kommen insbesondere Maschinenelemente mit einer Spannfunktion in Betracht.When Fastening come in particular machine elements with a Clamping function into consideration.
Als Maschinenelemente können beispielsweise Spannschrauben zum Einsatz kommen.When Machine elements can For example, clamping screws are used.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Kondensatoranordnung schließt die Spannplatte bündig mit den Abmessungen des Kondensators ab. Dadurch kann erreicht werden, daß die Kondensatoranordnung sehr platzsparend ausgeführt ist.In another advantageous embodiment the capacitor assembly closes the clamping plate flush with the dimensions of the capacitor. This can be achieved that the Capacitor arrangement is designed to save space.
In einer anderen Ausführungsform der Kondensatoranordnung sind auf der Kühlplatte elektronische Baugruppen angeordnet. Diese elektronischen Baugruppen ermöglichen es beispielsweise, die Kondensatoranordnung als Konvertersystem, insbesondere als Inverter für den Automobilbereich auf der Basis von genormten Powermodulen zu verwenden.In another embodiment the capacitor arrangement are on the cooling plate electronic assemblies arranged. These electronic assemblies allow, for example, the capacitor arrangement as a converter system, in particular as an inverter for the Automotive sector based on standardized power modules to use.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.in the The following is the invention with reference to embodiments and the associated figures explained in more detail.
Die
hier beschriebenen Kondensatoren sind nicht auf Schichtwickel beschränkt, sondern
können auch
Flachwickel- oder Rundwickelkondensatoren und insbesondere auch
Leistungskondensatoren sein. Darüber
hinaus wird darauf hingewiesen, daß die in
Der
in
Der
Kondensatorwickel
Zusätzlich kann
in einer Aussparung
Zur
elektrischen Isolierung zwischen dem Kondensatorwickel
Um
den insbesondere im Automobilbereich auftretenden Schwing- und mechanischen
Schockbelastungen widerstehen zu können, ist es vorteilhafterweise
vorgesehen, zwischen der Spannplatte
Die vorliegend beschriebene Erfindung ist nicht auf die Verwendung einer Kühlplatte und einer Spannplatte beschränkt. Vielmehr sind alle möglichen Ausgestaltungen umfaßt, wo ein Kondensatorwickel der hier beschriebenen Art und Weise auf eine Montageplatte montiert wird, wobei die Befestigungselemente in den Aussparungen im Wickel verlaufen.The The invention described herein is not based on the use of a cooling plate and a clamping plate limited. Rather, all are possible Embodiments comprises where a capacitor winding of the manner described here on a mounting plate is mounted, wherein the fastening elements run in the recesses in the winding.
Auf
der Oberseite der Kühlplatte
Zur
Kontaktierung der elektrischen Baugruppen mit dem Kondensatorwickel
ist eine Leitung
Bei
dem in
Darüber hinaus
ist es auch möglich,
zusätzliche
Funktionen auf einfache Art und Weise zu integrieren, wie beispielsweise
eine Durchführungskondensatorfunktion,
Hybridbauweisen usw., wobei insbesondere die Integration z.B. einer
Spule und/oder eines Widerstandes im Bereich einer Aussparung im Kondensatorwickel
In
Der hier beschriebene Kondensator kann im Rahmen eines Konvertersystems vorzugsweise die Funktion eines Zwischenkreiskondensators übernehmen.Of the Capacitor described here can be used as part of a converter system preferably take over the function of a DC link capacitor.
Es sind aber auch alle weiteren Funktionen eines Kondensatorbauteils denkbar.It but are also all other functions of a capacitor component conceivable.
- 11
- Kondensatorwickelcapacitor winding
- 22
- Elektrodenschichtelectrode layer
- 33
- Isolierschichtinsulating
- 41, 42, 43, 44, 4541 42, 43, 44, 45
- Aussparungrecess
- 55
- Befestigungselementfastener
- 66
- Sacklochblind
- 77
- Spannplattechipboard
- 88th
- Kühlplattecooling plate
- 99
- Federelementspring element
- 1010
- HalbleiterventilsatzSemiconductor valve set
- 1111
- Ansteuereinheitcontrol unit
- 1212
- Leitungmanagement
- 1313
- Kontaktschichtcontact layer
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- Isolierunginsulation
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- Granulatgranules
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- hervorstehendes Elementprotruding element
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