DE4125197C2 - Winding capacitor, in particular round winding capacitor - Google Patents
Winding capacitor, in particular round winding capacitorInfo
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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, wobei der Kon densatorkörper in mehrere, zumindest einseitig elektrisch gegeneinander isolierte Kondensatorwickel und/oder Wicklungs abschnitte unterteilt ist.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 each other through a dielectric separated, superimposed coiled tracks, which are connected to two external connections, the Kon capacitor body in several, at least one-sided electrical mutually insulated capacitor windings and / or windings sections is divided.
Wickelkondensatoren dieser Art sind beispielsweise aus der DE 30 47 796 A1 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 ausfällt, das heißt die gesamte Kapazität verlorengeht.Winding capacitors of this type are for example from DE 30 47 796 A1 known and in 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 protection via individual protection if the fuse blows the entire capacitor fails, i.e. the entire capacity is lost.
Bei einem aus der DE 30 47 796 A1 bekannten Wickelkondensa tor der eingangs genannten Art ist für alle Wickel eine ge meinsame Überdruckabreißsicherung vorgesehen, die anspricht, wenn es im Kondensatorgehäuse zur Entwicklung eines Überdruckes kommt.In a winding condenser known from DE 30 47 796 A1 gate of the type mentioned is a ge for all windings common overpressure break-off protection provided, which responds, if it is in the capacitor housing to develop an overpressure is coming.
Aus dem DE-Gm 17 66 627 ist eine Vorrichtung zum Abschalten eines Kondensators mit einer Kondensatorwicklung durch stei genden Druck im Kondensatorgehäuse bekannt. Hierbei wird der Kondensator abgeschaltet, indem durch den überhöhten Druck im Kondensatorgehäuse eine darin vorgesehene Membran zusam mengedrückt wird, um so einen Kurzschluß des Kondensators zu veranlassen. Durch diesen Kurzschluß wird wiederum eine im Gehäuse vorgesehene Überstrom-Schmelzsicherung ausgelöst, deren Auslösung demzufolge aufgrund des ansteigenden Über drucks im Kondensatorgehäuse erfolgt.From DE-Gm 17 66 627 is a device for switching off a capacitor with a capacitor winding by stei the known pressure in the capacitor housing. Here the Capacitor turned off by the excessive pressure a membrane provided therein together in the capacitor housing is pressed so as to short-circuit the capacitor cause. Due to this short circuit in turn Overcurrent fuse provided to housing triggered, their triggering accordingly due to the increasing over pressure in the capacitor housing.
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 lies.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß je dem Kondensatorwickel bzw. Wicklungsabschnitt jeweils wenig stens eine elektrische Schmelzsicherung zugeordnet ist, die zwischen dessen jeweilige isolierte Anschlußseite und den dieser zugeordneten Außenanschluß geschaltet ist. The object is achieved according to the invention in that the capacitor winding or winding section each little At least one electrical fuse is assigned, which between its respective insulated connection side and the this assigned 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 accordingly acts selectively, whereby 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 already existing space is therefore of particular advantage 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 in more detail 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 external 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 Außenanschluß 24 verbunden. An der zweiten Anschlußseite 30 der Kondensatorwickel 16 sind die dort gegeneinander isolierten Wicklungsabschnitte 18 eines jeweiligen Kondensatorwickels 16 jeweils über eine elektrische Sicherung 34, insbesondere eine Schmelzsicherung, mit einer gemeinsamen Leitung 36 und über diese mit dem anderen Außenanschluß 22 ver bunden. Die beiden Anschlußseiten 28, 30 sind an den jewei ligen, einander gegenüberliegenden Stirnflächen der jeweili gen 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 , the mutually insulated winding sections 18 of a respective capacitor winding 16 are each connected via an electrical fuse 34 , in particular a fuse, to a common line 36 and via this to the other external connection 22 . The two connection sides 28 , 30 are provided on the respective, opposite end faces of the respective condenser winding 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 obe ren 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 eine unten aus der zentralen Wicklungsöff nung 38 herausgeführte Leitung 44 an der zweiten Anschlußsei te des Kondensatorwickels 16 mit dem betreffenden Wicklungs abschnitt 18 verbunden (vergleiche Fig. 1 und 2). Die beiden Leitungen 32, 36 sind in Längsrichtung des Rundbe chers 12 seitlich an den Kondensatorwickeln 16 vorbei im Be reich der Becherinnenwand nach oben zu den Außenanschlüs sen 22, 24 geführt und im Bereich der Stirnwand 26 mit die sen 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 a 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 at the second connection side of the capacitor winding 16 to the relevant winding section 18 (see FIGS. 1 and 2). The two lines 32 , 36 are in the longitudinal direction of the Rundbe chers 12 laterally past the capacitor windings 16 in the Be rich cup inner wall up to the Außenanschlüs sen 22 , 24 and connected in the end wall 26 with the sen.
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 thus all fuses 34 and all of these with the capacitor windings 16 or winding sections 18 and the outer terminals 22 , 24 connecting electrical lines 44 , 42 , 32 , 36 integrated in the round cup 12 , 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 the 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.
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