DE4444859A1

DE4444859A1 - Anordnung zur Kontaktierung eines Kondensators

Info

Publication number: DE4444859A1
Application number: DE19944444859
Authority: DE
Inventors: Fabio Bolgiani
Original assignee: ABB Management AG
Current assignee: ABB Management AG
Priority date: 1994-12-16
Filing date: 1994-12-16
Publication date: 1996-06-20

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungs elektronik. Sie geht aus von einer Anordnung zur Kontak tierung von mindestens einem Kondensator nach dem Oberbe griff des ersten Anspruchs. Im weiteren betrifft sie eine Kondensatorbank mit mindestens zwei parallelgeschalteten Kondensatoren, wobei die Kondensatoren mittels einer An ordnung nach der Erfindung untereinander verbunden sind.

Stand der Technik

Gattungsgemäße Anordnungen werden z. B. für die Kontak tierung von Kondensatorbatterien eines Gleichspannungs zwischenkreises von Umrichtern verwendet. Eine weitere Anwendung sind Kondensatorbatterien für Filterkreise.

Wie zwei Artikeln aus der ABB Technik zu entnehmen ist (ABB Technik 10/89, Seiten 3-10 und ABB Technik 3/90, Seiten 15-22), weisen die Kondensatoren zwei sich in ei ner Anschlußrichtung erstreckende Anschlüsse auf, welche von zwei Stromschienen kontaktiert werden.

Bei den Anordnungen in den erwähnten Artikeln (siehe bei liegende Fig. 1) sind die Stromschienen rechtwinklig zur Anschlußrichtung nebeneinander angeordnet. Im Betrieb bewirken die in den Stromschienen fließenden Ströme Kräfte, die rechtwinklig zur Anschlußrichtung auf die Anschlüsse wirken. Dadurch ergibt sich eine Schubwirkung auf die Anschlüsse, die mechanische Belastungen der An schlüsse mit sich bringt. Dadurch kann die Qualität des elektrischen Kontakts leiden. Außerdem sind die An schlüsse mit dem Kondensator starr verbunden, so daß sie keine Bewegungsmöglichkeit haben. Dadurch können sich De fekte in den Keramikisolatoren ergeben.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur Kontaktierung eines Kondensators anzugeben, bei wel chem die durch die in den Stromschienen fließenden Ströme hervorgerufenen Kräfte keine Schubbelastungen der Anschlüsse bewirken.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs ge nannten Art durch die Merkmale des ersten Anspruchs ge löst.

Kern der Erfindung ist es also, die Anschlüsse der Kon densatoren für eine in Anschlußrichtung übereinanderlie gende Anordnung der Stromschienen auszubilden.

Vorzugsweise wird dies nach einem realisierten Ausfüh rungsbeispiel dadurch erreicht, daß die Stromschienen Kontaktlöcher aufweisen, durch welche die Anschlüsse ge führt werden können. Um einen elektrischen Kurzschluß zu vermeiden, ist bei der oberen Stromschiene das eine und bei der untere Stromschiene das andere Kontaktloch mit einer isolierenden Hülse versehen.

Werden die Anschlüsse zudem zweiteilig ausgeführt und wird zwischen den beiden Teilen eine Feder vorgesehen, so erhält man einen Anschluß der kleine Bewegungen recht winklig zur Anschlußrichtung aufnehmen kann. Um einen guten elektrischen Kontakt zwischen den beiden Teilen herzustellen, wird auf den ersten Teil mit Vorteil eine elektrisch gut leitende Hülse geschraubt.

Mit einer Mehrzahl von parallelgeschalteten Kondensatoren kann auf diese Weise eine Kondensatorbatterie gebaut wer den, bei welcher keine Schubkräfte auf die Kondensatoran schlüsse wirken. Mit der erfindungsgemäßen Anschlußan ordnung erreicht man also auch bei Lastspielen einen dau erhaften, guten elektrischen Kontakt ohne die Gefahr ei ner Beschädigung der Isolatoren.

Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den ent sprechenden abhängigen Ansprüchen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine Anordnung zur Kontaktierung eines Konden sators nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 Eine Kontaktierungsanordnung nach der Erfin dung;

Fig. 3 Eine Detailansicht der Fig. 2 mit aufgeschnit tenen Teilen;

Fig. 4 Ein Ersatzschaltbild einer Kondensatorbatterie.

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und de ren Bedeutung sind in der Bezeichnungsliste zusammenge faßt aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Anord nung. Ein Kondensator 2 weist zwei sich in Anschlußrich tung 4 erstreckende Anschlüsse 3 auf. Die Anschlüsse 3 weisen beispielsweise einen unteren Teil mit einem Kera mikisolator 15 und einen oberen, elektrisch leitenden Teil auf, welcher mit einer Stromschiene 5 in Verbindung gebracht werden kann. Die Stromschiene 5 weist Kontaktlö cher auf, durch welche die Anschlüsse 3 geführt und mit tels Schraubenmuttern 13 fixiert werden können. Im Gegen satz zum Stand der Technik (Fig. 1) sind die Stromschie nen 5 in Anschlußrichtung 4 übereinander angeordnet und nicht nebeneinander. Aus diesem Grund wirken im Betrieb Zugkräfte auf die Stromschienen 5 (parallel zur An schlußrichtung 4) und nicht rechtwinklig dazu verlau fende Schubkräfte wie in Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Kontaktanordnung im Detail. Aus Darstellungsgründen sind bestimmte Teile im Schnitt dargestellt (schraffiert) und der Kondensator wurde weggelassen. Damit die Stromschienen 5 übereinander angeordnet werden können, muß der Anschluß 3 durch beide Stromschienen 5 hindurchgeführt werden. Zur Vermei dung eines Kurzschlusses, muß bei der oberen Schiene 5 z. B. der in der Fig. 3 links dargestellte Anschluß mit tels einer in das entsprechende Kontaktloch eingeführten, elektrisch nicht leitenden Hülse 6 isoliert werden. Beim rechten Anschluß 3 gilt dies entsprechend für das Kon taktloch der unteren Stromschiene 5. Die Isolierhülsen 6 können, wie in Fig. 3 dargestellt, beispielsweise zweiteilig ausgeführt sein.

Die Fixierung der Anschlüsse 3 mit den Stromschienen 5 erfolgt wie beim Stand der Technik mittels Schraubenmut tern 13. Dazu ist ein Gewinde 12 vorgesehen. Aus Stabili tätsgründen wird ein U-förmiges Stromschienenprofil be vorzugt, andere Profile sind jedoch ebenso denkbar. Um eine möglichst kleine Streuinduktivität der Anordnung zu erhalten, weisen die Stromschienen eine möglichst große Fläche auf. Wird zudem der Abstand zwischen den stromfüh renden Schienen 5 minimiert, so erreicht man gegenüber dem Stand der Technik eine sehr niederinduktive Anord nung. An einem Prototypen wurden Induktivitätswerte von weniger als 20 nH/m gemessen. Solche niederinduktiven An ordnungen sind insbesondere im Hinblick auf höhere Schaltfrequenzen von größtem Vorteil.

Eine gegenüber Lastspielen besonders unempfindliche Kon taktanordnung erreicht man dadurch, daß die Anschlüsse 3 aus zwei ineinander gesteckten Teilen 7 und 8 bestehen. Der untere, erste Teil 7 ist mit dem Kondensator fest verbunden; der obere, zweite Teil 8 wird auf den ersten Teil 7 gesteckt. Zwischen den beiden Teilen wird mindestens eine Feder 9 vorgesehen. Dadurch kann der obere, zweite Teil 8 gegenüber dem unteren, ersten Teil 7 und damit gegenüber dem Kondensator 2 ein wenig bewegt werden. Seitliche Bewegungen und Kräfte, beispielsweise hervorgerufen durch Wärmedehnung, können auf diese Weise aufgenommen werden, ohne daß die Keramikisolatoren 15 belastet werden.

Um den elektrischen Kontakt zwischen dem unteren, ersten Teil 7 und dem zweiten Teil 8 zu optimieren, ist eine Hülse 11 vorgesehen, welche elektrisch gut leitet und eine glatte Oberfläche aufweist. Diese Hülse 11 ist auf ein Gewinde 10 des ersten Teils 7 geschraubt.

Fig. 4 zeigt schließlich das Ersatzschaltbild einer Kondensatorbatterie 14, für welche die Kontaktierungsan ordnung nach der Erfindung mit Vorteil eingesetzt wird. Eine derartige Kondensatorbatterie 14 umfaßt eine Paral lelschaltung von mehreren Kondensatoren 2. Die Kondensa toren sind über Stromschienen 5 verbunden. Der Kontakt zwischen den Stromschienen 5 und den Anschlüssen der Kon densatoren wird gemäß der Erfindung hergestellt. Auf diese Weise erhält man eine Kondensatorbatterie, welche niederinduktiv aufgebaut und unempfindlich gegenüber Lastspielen ist. Damit ist sie bestens geeignet für den Einsatz in Umrichtern, welche aus verschiedenen Gründen ja bei immer höheren Frequenzen betrieben werden.

Bezugszeichenliste

1 Anordnung zur Kontaktierung eines Kondensators
2 Kondensator
3 Kondensatoranschluß
4 Anschlußrichtung
5 Stromschiene
6 Isolierhülse
7 erster Teil
8 zweiter Teil
9 Feder
10 Gewinde
11 Hülse
12 Gewinde
13 Schraubenmutter
14 Kondensatorbatterie
15 Keramikisolator

Claims

1. Anordnung (1) zur Kontaktierung mindestens eines Kondensators (2), welcher zwei nebeneinander lie gende und sich entlang einer Anschlußrichtung (4) erstreckende Anschlüsse (3) aufweist, wobei jeder Anschluß (3) mit einer rechtwinklig zur An schlußrichtung (4) verlaufenden Stromschiene (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die An schlüsse (3) für eine in Anschlußrichtung (4) über einanderliegende Anordnung der Stromschienen (5) ausgebildet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschienen (5) mindestens zwei nebenein anderliegende Kontaktlöcher aufweisen, durch welche die Anschlüsse (3) durchgeführt werden können, und daß bei der in Anschlußrichtung (4) unteren Strom schiene das eine Kontaktloch mit einer Isolierhülse (6) und bei der anderen Stromschiene das andere Kon taktloch mit einer Isolierhülse (6) ausgestattet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (3) einen ersten, mit dem Kon densator (2) fest verbundenen Teil (7) aufweisen, auf welchen ein zweiter Teil (8) gesteckt werden kann, wobei der zweite Teil (8) für eine Durchfüh rung durch ein Kontaktloch der Stromschiene (5) aus gebildet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Teil (7) und dem zweiten Teil (8) mindestens eine Feder (9) vorgesehen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (7) ein erstes Gewinde (10) auf weist, auf welches eine Hülse (11) aus elektrisch gut leitendem Material mit glatter Oberfläche ge schraubt ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil (8) ein zweites Gewinde (12) aufweist, auf welches zur Verbindung der Stromschie nen (5) mit den Anschlüssen (3) eine Schraubenmutter (13) geschraubt werden kann.

7. Kondensatorbatterie (14) mit mehreren parallelge schalteten Kondensatoren (2), dadurch gekennzeich net, daß die Kondensatoren (2) untereinander mit tels einer Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1-6 verbunden sind.