DE4125197A1

DE4125197A1 - Round wound-type capacitor - has body fitted into round container and divided into insulated windings and winding sections with fuses connected between sections and outer connection

Info

Publication number: DE4125197A1
Application number: DE19914125197
Authority: DE
Inventors: Robert Huber
Original assignee: ROEDERSTEIN KONDENSATOREN
Current assignee: Vishay Electronic GmbH
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1993-02-04
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: DE4125197C2

Abstract

The roller-type capacitor includes a round container (12), a capacitor body (14) fitted with superimposed wound conductor paths sepd. from one another by a dielectric and connected to two outer conenctions (22,24). The capacitor body is divided into several windings (16) insulated at least one one side in relation to one another and/or winding sections and for each winding or section at least one electrical melting fuse (34) is fitted which is connected between the insulated connection side (30) and the outer connection (22). All fuses (34) and all electrical conductors (44,42,32,36) connecting them with the capacitor windings (16) and sections and the external terminals (22,24) are integrated in the container. USE/ADVANTAGE - For use as smoothing capacitor in DC intermediate circuit of current rectifier. Total capacity is only defective part breaks down, via a fuse, so that normally capacitance stays within tolerance band.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wickelkondensator, insbesondere Rundwickelkondensator, bestehend aus einem Behälter, insbe sondere Rundbecher, und einem im Behälter untergebrachten Kondensatorkörper mit durch ein Dielektrikum voneinander ge trennten, übereinanderliegend aufgewickelten Leiterbahnen, die mit zwei Außenanschlüssen verbunden sind.The invention relates to a wound capacitor, in particular Round winding capacitor, consisting of a container, esp special round cup, and one housed in the container Capacitor body with one another through a dielectric separated, superimposed conductor tracks, which are connected to two external connections.

Wickelkondensatoren dieser Art sind bekannt und in großer Zahl im praktischen Einsatz. Problematisch ist die Absiche rung derartiger Kondensatoren, da Einzelsicherungen entspre chender Leistung nicht in jedem Falle zur Verfügung stehen und bei einer solchen Absicherung über eine Einzelsicherung beim Durchbrennen der Sicherung der gesamte Kondensator aus fällt, das heißt die gesamte Kapazität verlorengeht.Winding capacitors of this type are known and are large Number in practical use. Securing is problematic tion of such capacitors, since individual fuses correspond appropriate service is not always available and in the case of such hedging via an individual security when the fuse blows the entire capacitor falls, that means the entire capacity is lost.

Ziel der Erfindung ist es, einen Wickelkondensator, insbeson dere Rundwickelkondensator der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei weiterhin kompaktem Aufbau und minimalem Mehraufwand auf einfache Weise insbesondere zuverlässig abge sichert ist und selbst bei einem Ausfall einzelner Wicklungs teile noch eine Kapazität besitzt, die im Bereich der Soll kapazität liegt.The aim of the invention is a winding capacitor, in particular their circular winding capacitor of the type mentioned create, while still compact and minimal Abge extra effort in a simple manner especially reliable is secured and even if individual windings fail share still has a capacity in the range of the target capacity.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kondensatorkörper in mehrere, zumindest einseitig elektrisch gegeneinander isolierte Kondensatorwickel und/oder Wick lungsabschnitte unterteilt ist, und daß jedem Kondensator wickel bzw. Wicklungsabschnitt jeweils wenigstens eine elek trische Schmelzsicherung zugeordnet ist, die zwischen dessen jeweilige isolierte Anschlußseite und den dieser zugeordne ten Außenanschluß geschaltet ist. The object is achieved in that the Capacitor body in several, at least one-sided electrical capacitor windings and / or winds insulated from one another tion sections is divided, and that each capacitor winding or winding section at least one elec trical fuse is assigned between the respective insulated connection side and assigned to it ten external connection is switched.

Aufgrund dieser Ausbildung wird erreicht, daß die Gesamtkapa zität in mehrere Teilkapazitäten unterteilt wird und im Fal le eines Defektes nur die defekte Teilkapazität ausfällt. Die elektrische Sicherung wirkt demnach selektiv, wodurch sichergestellt ist, daß die Gesamtkapazität selbst beim Auf treten einzelner Defekte in der Regel noch innerhalb der zu lässigen Toleranz liegt.This training ensures that the total Kapa is divided into several sub-capacities and in the fall le of a defect only the defective partial capacity fails. The electrical fuse therefore acts selectively, which means it is ensured that the total capacity even when opening individual defects usually still occur within the casual tolerance.

Indem vorzugsweise sämtliche Sicherungen und sämtliche diese mit den Kondensatorwickeln bzw. Wicklungsabschnitten und den Außenklemmen verbindenden elektrischen Leitungen vorzugswei se im Behälter integriert sind, können die bisherigen Außen abmessungen des Kondensators im wesentlichen beibehalten wer den.By preferably all fuses and all of them with the capacitor windings or winding sections and Electrical cables connecting external terminals, preferably se are integrated in the container, the previous exterior Dimensions of the capacitor are essentially maintained the.

Dies gilt insbesondere auch für den Fall, daß die einer je weiligen Kondensatorwicklung zugeordnete Sicherung bzw. die den verschiedenen Wicklungsabschnitten einer jeweiligen Kon densatorwicklung zugeordneten Sicherungen in der zentralen Wicklungsöffnung des Kondensatorwickels angeordnet sind. Der ohnehin vorhandene Raum wird somit auf besonders vorteil hafte Weise zur selektiven Absicherung des Kondensators ge nutzt. Alternativ können die Sicherungen auch am jeweiligen Wicklungsumfang angeordnet sein.This is especially true in the event that one ever fuse associated with the capacitor winding or the the different winding sections of a respective con fuses associated with the capacitor winding in the central Winding opening of the capacitor winding are arranged. The space already available is therefore particularly advantageous adhesive way for selective protection of the capacitor uses. Alternatively, the fuses can also be on the respective Winding circumference can be arranged.

Die radial aufeinanderfolgenden Wicklungsabschnitte eines betreffenden Kondensatorwickels sind vorzugsweise jeweils durch insbesondere mehrlagige Papier- oder Folienisolationen voneinander getrennt. Somit können bereits beim Wickeln einzelne Teilkapazitäten gebildet werden, indem die verschie denen Wicklungsabschnitte hintereinander gewickelt und je weils durch das Einfügen der Trennisolation beispielsweise aus Papier voneinander getrennt werden. In diesem Falle kön nen die Sicherungen vorteilhafterweise auch in den Isolier zwischenlagen zwischen den Wickelabschnitten angeordnet sein.The radially successive winding sections of a relevant capacitor winding are preferably each through in particular multi-layer paper or foil insulation separated from each other. This means that you can start winding individual partial capacities are formed by the different which winding sections are wound one behind the other and each because by inserting the isolation of the insulation, for example be separated from paper. In this case the fuses advantageously also in the insulation intermediate layers arranged between the winding sections be.

Weisen die verschiedenen, jeweils über eine Sicherung abgesi cherten Wicklungsabschnitte eines jeweiligen Kondensator wickels zumindest im wesentlichen gleiche Kapazitäten auf, so ergibt sich beim Auftreten eines Defekts in einem beliebi gen Wicklungsabschnitt unabhängig vom jeweiligen Wicklungs abschnitt stets in etwa derselbe geringe Kapazitätsverlust.Assign the different, each secured by a fuse secured winding sections of a respective capacitor develop at least essentially the same capacities, so when a defect occurs in any gene winding section regardless of the respective winding section always about the same small loss of capacity.

Gleiche Teilkapazitäten für die Wicklungsabschnitte sind bei spielsweise durch gleiche Längen der Wicklungsabschnitte er zielbar.The same partial capacities for the winding sections are at for example, by equal lengths of the winding sections targetable.

Die Erfindung ist insbesondere im Zusammenhang mit Wickelkon densatoren nichtselbstheilender Bauart von Vorteil.The invention is particularly related to Wickelkon non-self-healing capacitors are an advantage.

Der erfindungsgemäße Wickelkondensator eignet sich beispiels weise für eine Verwendung als Glättungskondensator im Gleich stromzwischenkreis eines Stromrichters.The wound capacitor according to the invention is suitable, for example way for use as a smoothing capacitor in the same DC link of a converter.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausführungs varianten der Erfindung angegeben.Further advantageous embodiments are in the subclaims variants of the invention specified.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigt:The invention is illustrated below with the aid of an embodiment game described with reference to the drawing; in this shows:

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung eines Rundbecherkondensators, Fig. 1 is a schematic, partially sectioned view of a round bucket capacitor,

Fig. 2 eine Draufsicht des Rundbecherkondensators gemäß Fig. 1, und Fig. 2 is a plan view of the round cup capacitor shown in FIG. 1, and

Fig. 3 eine Schnittdarstellung gemäß Linie I-I in Fig. 1. Fig. 3 is a sectional view according to line II in FIG. 1.

Der in Fig. 1 gezeigte Rundbecherkondensator 10 umfaßt ei nen in einem als Behälter dienenden Rundbecher 12 unterge brachten Kondensatorkörper 14, der beim vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel in fünf Kondensatorwickel 16 unterteilt ist.The circular cup capacitor 10 shown in Fig. 1 comprises egg nen in a container serving as a round bucket 12 underweight body mounted capacitor body 14 which is in the present example in exporting approximately five capacitor winding 16 divided.

Diese gleich großen Kondensatorwickel 16 sind koaxial und axial hinter- bzw. übereinander im Rundbecher 12 angeordnet und in diesem mit gegenseitigem Abstand d über Isolierteile fixiert.These capacitor coils 16 of the same size are arranged coaxially and axially one behind the other or one above the other in the round cup 12 and fixed therein at a mutual distance d via insulating parts.

Die Kondensatorwickel 16 sind jeweils in radial aufeinander folgende Wicklungsabschnitte 18 unterteilt, die jeweils durch eine zwischengelegte Trennfolie 20 aus Papier oder der gleichen voneinander getrennt sind (Fig. 3).The capacitor windings 16 are each subdivided into radially successive winding sections 18 , which are each separated from one another by an interposed separating film 20 made of paper or the like ( FIG. 3).

Die verschiedenen Wicklungsabschnitte 18 weisen gleiche Teil längen und damit gleiche Kapazitäten auf. Nachdem die Kon densatorwickel 16 gleiche Abmessungen besitzen und in eine gleiche Anzahl von solchen Wicklungsabschnitten 18 unter teilt sind, sind auch die Kapazitäten dieser Kondensator wickel 16 gleich groß.The different winding sections 18 have the same part lengths and thus the same capacities. After the capacitor winding 16 have the same dimensions and are divided into an equal number of such winding sections 18 , the capacities of this capacitor winding 16 are the same size.

Jeder Wicklungsabschnitt 18 eines jeweiligen Kondensator wickels 16 umfaßt durch ein Dielektrikum voneinander getrenn te, übereinanderliegend aufgewickelte Leiterbahnen, die mit zwei Außenanschlüssen 22, 24 an der einen Stirnseite 26 des Rundbechers 12 verbunden sind (vergleiche Fig. 1 und 2).Each winding section 18 of a respective capacitor winding 16 comprises a dielectric separated from one another, superposed wound conductor tracks, which are connected to two outer connections 22 , 24 on one end face 26 of the round cup 12 (see FIGS . 1 and 2).

Hierbei sind die verschiedenen Wicklungsabschnitte 18 eines jeweiligen Kondensatorwickels 16 auf einer ersten Anschluß seite 28 des Kondensatorwickels 16 elektrisch miteinander verbunden und auf der zweiten Anschlußseite 30 elektrisch gegeneinander isoliert. In this case, the various winding portions 18 of each capacitor element 16 on a first terminal side 28 of the capacitor element 16 is electrically connected to one another and electrically insulated from each other on the second terminal side 30th

Die ersten Anschlußseiten 28 der Kondensatorwickel 16 sind über eine gemeinsame Leitung 32 direkt mit dem Außenan schluß 24 verbunden. An der zweiten Anschlußseite 30 der Kondensatorwickel 16 sind die dort gegeneinander isolierten Wickelungsabschnitte 18 eines jeweiligen Kondensator wickels 16 jeweils über eine elektrische Sicherung 34, ins besondere eine Schmelzsicherung, mit einer gemeinsamen Lei tung 36 und über diese mit dem anderen Außenanschluß 22 ver bunden. Die beiden Anschlußseitenn 28, 30 sind an den jeweiligen, einander gegenüberliegenden Stirnflächen der jeweiligen Kondensatorwickel 16 vorgesehen.The first connection sides 28 of the capacitor winding 16 are connected directly to the external connection 24 via a common line 32 . On the second connection side 30 of the capacitor winding 16 , there are mutually insulated winding sections 18 of a respective capacitor winding 16 each via an electrical fuse 34 , in particular a fuse, with a common line 36 and via this with the other external connection 22 a related party. The two connection sides 28, 30 are provided on the respective, opposite end faces of the respective capacitor windings 16 .

Die fünf einem jeweiligen Kondensatorwickel 16 bzw. dessen fünf Wicklungsabschnitten 18 zugeordneten Sicherungen 34 sind in der zentralen Wicklungsöffnung 38 des betreffenden Kondensatorwickels 16 angeordnet. Diese zentrale Wicklungs öffnung 38 ist im vorliegenden Fall durch ein den Kondensa torwickel 16 aufnehmendes Kernrohr 40 definiert (vergleiche Fig 3)The five fuses 34 assigned to a respective capacitor winding 16 or its five winding sections 18 are arranged in the central winding opening 38 of the respective capacitor winding 16 . This central winding opening 38 is defined in the present case by a core tube 40 receiving the capacitor winding 16 (see FIG. 3).

In der Wicklungsöffnung 38 eines jeden Kondensatorwickels 16 sind somit jeweils fünf Sicherungen 34 angeordnet. Am oberen Ende sind diese Sicherungen 34 jeweils über eine nach oben aus der zentralen Wicklungsöffnung 38 herausgeführte und anschließend radial nach außen geführte Leitung 42 mit der an die Anschlußklemme 22 angeschlossenen gemeinsamen Lei tung 36 verbunden. Die unteren Enden der Sicherungen 34 sind jeweils über ein unten aus der zentralen Wicklungsöff nung 38 herausgeführte Leitung 44 an der zweiten Anschlußseite des Kondensatorwickels 16 mit dem betreffenden Wicklungs abschnitt 18 verbunden (vergleiche Fig 1 und 2). Die beiden Leitungen 32, 36 sind in Längsrichtung des Rund bechers 12 seitlich an den Kondensatorwickeln 16 vorbei im Be reich der Becherinnnenwand nach obenn zu den Außenanschlüssen 22, 24 geführt und im Bereich der Stirnwand 26 mit diesen verbunden.Five fuses 34 are thus arranged in the winding opening 38 of each capacitor winding 16 . At the upper end, these fuses 34 are each connected via an upward lead out of the central winding opening 38 and then radially outward lead 42 to the common line 36 connected to the connection terminal 22 . The lower ends of the fuses 34 are each connected via a line 44 led out from the central winding opening 38 on the second connection side of the capacitor winding 16 to the relevant winding section 18 (cf. FIGS. 1 and 2). The two lines 32 , 36 are in the longitudinal direction of the round cup 12 laterally past the capacitor windings 16 past in the loading area of the cup inner wall after obenn to the outer connections 22 , 24 and connected in the end wall 26 with these.

Es sind somit sämtliche Sicherungen 34 und sämtliche diese mit den Kondensatorwickeln 16 bzw. Wicklungsabschnitten 18 und den Außenklemmen 22, 24 verbindenden elektrischen Leitun gen 44, 42, 32, 36 im Rundbecher 12 integriert, wobei die einzelnen Wicklungsabschnitte 18 jeweils in Reihe mit einer Sicherung 34 geschaltet und die auf diese Weise erhaltenen Reihenschaltungen parallel an die Außenanschlüsse 22, 24 an geschlossen sind.There are all fuses 34 and all of these with the capacitor windings 16 or winding sections 18 and the external terminals 22, 24 connecting electrical lines 44, 42, 32, 36 in the round cup 12 integrated, the individual winding sections 18 each in series with a fuse 34 switched and the series circuits obtained in this way are connected in parallel to the external connections 22, 24 .

Im vorliegenden Fall werden somit fünfundzwanzig Teilkapazi täten gebildet, die jeweils durch eine elektrische Siche rung 34 abgesichert sind. Beim Durchbrennen einer Sicherung ergibt sich demnach lediglich ein Kapazitätsverlust von 4%, so daß die Restkapazität in der Regel noch innerhalb der zu lässigen Toleranz liegt.In the present case, twenty-five partial capacities are thus formed, each of which is secured by an electrical fuse 34 . When a fuse blows, there is only a loss of capacity of 4%, so that the remaining capacity is usually still within the permissible tolerance.

Der Kondensator kann insbesondere für hohe Nennspannungen (im Bereich von etwa 2000 VDC) ausgelegt sein. Bevorzugt ist dieser Wickelkondensator als Glättungskondensator im Gleichstromzwischenkreis eines Stromrichters verwendbar.The capacitor can be used especially for high nominal voltages (in the range of about 2000 VDC). Prefers is this winding capacitor as a smoothing capacitor in DC link of a converter can be used.

Während beim dargestellten Ausführungsbeispiel die verschie denen Kondensatorwickel wiederum in verschiedene Wicklungsab schnitte unterteilt sind, ist es grundsätzlich auch denkbar, den Kondensatorkörper lediglich in jeweils eine zusammenhän gende Wicklung aufweisende Kondensatorwickel aufzuteilen, wo bei dann jedem Kondensatorwickel vorzugsweise lediglich eine Sicherung zugeordnet ist. Die Anzahl der Kondensatorwickel sowie die Anzahl der Wicklungsabschnitte kann sich von der im vorliegenden Ausführungsbeispiel angegebenen Anzahl unter scheiden.While the different in the illustrated embodiment which capacitor windings in turn in different windings cuts are divided, it is basically also conceivable the capacitor body only in one together to divide the winding having capacitor winding where with each capacitor winding then preferably only one Fuse is assigned. The number of capacitor windings as well as the number of winding sections can vary from the number given in the present exemplary embodiment below divorce.

BezugszeichenlisteReference list

10 Rundbecherkondensator
12 Rundbecher
14 Kondensatorkörper
16 Kondensatorwickel
18 Wicklungsabschnitt
20 Elektrische Isolation
22 Außenanschluß
24 Außenanschluß
26 Stirnseite
28 Erste Anschlußseite
30 Zweite Anschlußseite
32 Leitung
34 Sicherung
36 Leitung
38 Wicklungsöffnung
40 Kernrohr
42 Leitung
44 Leitung
d Abstand 10 round cup capacitor
12 round beakers
14 capacitor body
16 capacitor winding
18 winding section
20 Electrical insulation
22 external connection
24 external connection
26 end face
28 First connection side
30 Second connection side
32 line
34 fuse
36 line
38 winding opening
40 core tube
42 line
44 line
d distance

Claims

Winding capacitor, in particular a round winding capacitor, consisting of a container ( 12 ), in particular a round cup, and a capacitor body ( 14 ) accommodated in the container ( 12 ), with a dielectric separated from one another by the separate wound conductors, which are wound one above the other and which have two external connections ( 22 , 24 ) are connected, characterized in that the capacitor body ( 14 ) is subdivided into a plurality of capacitor windings ( 16 ) and / or winding sections ( 18 ) which are electrically insulated from one another at least on one side, and in that each capacitor winding ( 16 ) or winding section ( 18 ) each has at least one electrical fuse ( 34 ) assigned, which is connected between its respective insulated connection side ( 30 ) and the external connection ( 22 ) assigned to it.

2. Winding capacitor according to claim 1, characterized in that the capacitor windings ( 16 ) or winding sections ( 18 ) are protected on both sides by fuses ( 34 ).

3. Winding capacitor according to claim 1 or 2, characterized in that all the fuses ( 34 ) and all these with the capacitor windings ( 16 ) or Wicklungsabschnit th ( 18 ) and the external terminals ( 22 , 24 ) connecting electrical lines ( 44 , 42 , 32 , 36 ) are integrated in the container ( 12 ).

4. Winding capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that the respective capacitor winding ( 16 ) associated fuse ( 34 ) or the different winding sections ( 18 ) of a respective capacitor winding ( 16 ) associated fuses ( 34 ) in the Central winding opening ( 38 ) of this capacitor winding ( 16 ) are arranged.

5. Winding capacitor according to claim 4, characterized in that the fuse or fuses ( 34 ) in a respective condenser winding ( 16 ) receiving core tube ( 40 ) are arranged.

6. Winding capacitor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fuse or fuses ( 34 ) are arranged on the winding circumference.

7. Winding capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that the radially consecutive winding sections te ( 18 ) of a respective capacitor winding ( 16 ) are each separated by electrical insulation ( 20 ).

8. A winding capacitor according to claim 7, characterized in that the fuse or fuses ( 34 ) are arranged in the insulating intermediate layers ( 20 ).

9. Winding capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that the different winding sections ( 18 ) of a respective capacitor winding ( 16 ) on a first connection side ( 28 ) of the capacitor winding ( 16 ) are electrically connected to one another and on the second connection side ( 30 ) are electrically insulated from each other that the capacitor winding ( 16 ) via its first connection side ( 28 ) is directly connected to one ( 24 ) of the external connections ( 22 , 24 ) and that the winding sections ( 18 ) on the second connection side ( 30 ) of the Capacitor winding ( 16 ) via the respective fuses ( 34 ) with the other external connection ( 22 ) are connected.

10. A winding capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that the connection sides ( 28 , 30 ) of a respective capacitor winding ( 16 ) are provided on the end faces thereof.

11. A winding capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that the different winding sections ( 18 ) of a respective capacitor winding ( 16 ) have at least substantially the same capacities.

12. A winding capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that the different winding sections ( 18 ) of a respective capacitor winding ( 16 ) have at least substantially the same length in the unwound state.

13. Winding capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that the different capacitor windings ( 16 ) have at least substantially the same capacitances.

14. Winding capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that the different capacitor windings ( 16 ) are arranged coaxially and axially one behind the other in the container ( 12 ).

15. Winding capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that the various capacitor windings ( 16 ) are fixed with mutual spacing (d) in the container ( 12 ) and are insulated from one another.

16. Use of the wound capacitor according to one or more reren of the preceding claims as smoothing condensers sator in the DC link of a converter.