ES2217503T3 - Inversor con circuito incorporado y sistema de refrigeracion de componentes mejorado. - Google Patents

Abstract

UN INVERSOR INCLUYE UN CIRCUITO RECTIFICADOR (12), UN CIRCUITO INVERSOR (15), UN CIRCUITO DE FILTRADO (19) CON UN CONDENSADOR EN EL LADO DE SALIDA (24), UNA BOBINA (25A; 25B; 25C), Y UN CONDENSADOR EN EL LADO DE SALIDA (26), EL CIRCUITO DE FILTRADO (19) ESTA DISPUESTO EN UNA ETAPA FRONTAL DEL CIRCUITO RECTIFICADOR (12), UNA CUBIERTA (36) QUE ACOMODA AL CIRCUITO INVERSOR (15), AL CIRCUITO RECTIFICADOR (12) Y AL CIRCUITO DE FILTRADO (19), UNA PRIMERA CAMARA DE REFRIGERACION (65) QUE ESTA DEFINIDA DENTRO DE LA CUBIERTA (36), UNA SEGUNDA CAMARA DE REFRIGERACION (66) QUE ESTA DEFINIDA DENTRO DE LA CUBIERTA (36) Y QUE ESTA SEPARADA, MEDIANTE UN TABIQUE DE DIVISION (64), DE LA PRIMERA CAMARA DE REFRIGERACION (65) PARA, ASI, SER ADYACENTE A LA MISMA, UNA PLURALIDAD DE AGUJEROS DE VENTILACION (67, 68) QUE ESTAN FORMADOS EN EL TABIQUE DE DIVISION (64), Y UN VENTILADOR (39) PARA SUMINISTRAR EL AIRE FRIO HACIA LA PRIMERA CAMARA DE REFRIGERACION (25) Y, POSTERIORMENTE, A TRAVES DE LOS AGUJEROS DE VENTILACION (67, 68), HACIA LA SEGUNDA CAMARA DE REFRIGERACION (66). EL CIRCUITO INVERSOR (15) SE REFRIGERA CON EL AIRE REFRIGERANTE QUE FLUYE HACIA LA PRIMERA CAMARA DE REFRIGERACION (65), Y LA BOBINA (25A; 25B; 25C) DEL CIRCUITO DE FILTRADO (19) SE REFRIGERA CON EL AIRE REFRIGERANTE QUE FLUYE A TRAVES DE LA SEGUNDA CAMARA DE REFRIGERACION (66).

Description

Inversor con circuito incorporado y sistema de refrigeración de componentes mejorado.

Esta invención se refiere en general a un inversor que incluye un circuito inversor que desarrolla una fuente de voltaje variable y de frecuencia variable, y más en particular a un inversor de este tipo que está provisto de un circuito filtro para reducir el ruido eléctrico y de un sistema de refrigeración para refrigerar componentes entre los que se incluye el circuito filtro.

El documento EP-A-0.688.092 presenta un típico aparato inversor que tiene un filtro de entrada que comprende una bobina con capacitores de filtrado que están previstos a cada lado de la bobina. El documento EP-A-0.599.700 describe un módulo de filtrado que es para un inversor y está previsto en una unidad separada de la circuitería del inversor. El documento US-5.012.058 describe un circuito inversor de puente de onda completa para un magnetrón de horno de microondas que está provisto de un filtro en la línea de entrada. El documento US-5.428.268 describe un inversor de c.c. a c.a. para un dispositivo de descarga gaseosa.

El funcionamiento de un circuito inversor durante la inversión va acompañado de ruido eléctrico en los inversores del tipo anteriormente descrito. El ruido ocasiona a veces un mal funcionamiento del equipo que está dispuesto en torno al inversor, tal como es el caso de un equipo acústico. En vista de este problema, para eliminar el ruido eléctrico se prevé convencionalmente un circuito filtro en el lado de alimentación del inversor. La Fig. 18 ilustra un ejemplo de un inversor convencional de este tipo. Como está ilustrado, el inversor 1 comprende una sola caja 4 que aloja en su interior un circuito rectificador 2, un circuito inversor 3, etc. Un circuito filtro discreto 5 de tipo exterior está conectado entre una fuente de alimentación y el inversor 1.

El inversor 1 que incluye el circuito filtro discreto 5 requiere un gran espacio de instalación cuando el circuito filtro 5 está previsto aparte del inversor. Además, un cable que conecta el circuito filtro 5 al circuito rectificador 2 y al circuito inversor 3 tiene una longitud incrementada y queda al descubierto en el exterior de la caja 4. Como resultado de ello, es emitido por el cable 6 ruido de radiación. En los últimos años, el filtro 5 ha venido siendo usado con el inversor en un gran número de casos, con lo que puede impedirse que se vea afectado negativamente el entorno del inversor. Por las razones anteriormente descritas, se desea que el circuito filtro 5 esté alojado en la caja 4 junto con el circuito rectificador, el circuito inversor 3, etc., de manera que el inversor quede compactado.

Sin embargo, al ser el circuito filtro convencional 5 alojado en la caja del inversor, la caja resultaría ser considerablemente mayor que la caja convencional 4. Además, el circuito filtro 5, o en particular las bobinas del mismo, generan una gran cantidad de calor. En consecuencia, la cantidad de calor que es generada en la caja se ve incrementada cuando el circuito filtro 5 está alojado en la caja junto con el circuito inversor 3, etc. En consecuencia, además del sistema de refrigeración convencional para el circuito rectificador 2, el circuito inversor 3, etc., se requiere un sistema para refrigerar suficientemente el circuito filtro 5 alojado en la caja 4.

Por consiguiente, un objetivo de la presente invención es el de aportar un inversor en el cual el circuito inversor, el circuito rectificador y el circuito filtro puedan ser alojados en una sola caja que sea de un tamaño lo más pequeño posible.

Otro objetivo de la invención es el de aportar un inversor en el cual el circuito inversor, el circuito rectificador y el circuito filtro puedan ser alojados en una sola caja y estos componentes puedan ser suficientemente refrigerados.

La presente invención aporta un inversor como el definido en la reivindicación 1.

En el estado de la técnica, un cable que establece la conexión entre el circuito filtro y el circuito rectificador tiene mayor longitud y queda al descubierto en el exterior de la caja cuando el circuito filtro está previsto aparte de la caja que aloja el circuito inversor y el circuito rectificador. En consecuencia, el ruido de radiación es producido por el cable de conexión. El ruido conductivo que regresa al lado de la fuente de alimentación tiene que ser limitado para que sea reducido el ruido producido por el cable. Con esta finalidad se requiere un circuito filtro de gran tamaño y de alto rendimiento, que es en consecuencia costoso.

Según el inversor de la presente invención, el cable de conexión entre el circuito filtro y el circuito rectificador puede ser de longitud reducida, y el circuito filtro queda alojado en la caja junto con el circuito rectificador y el circuito inversor. En consecuencia, puede ser reducido el ruido de radiación que es producido por el cable de conexión entre el circuito filtro y el circuito rectificador. Puesto que no es necesario reducir el ruido conductivo, puede hacerse que el circuito filtro sea de menor tamaño. Así, el tamaño del inversor puede ser reducido incluso cuando el circuito filtro está alojado en la caja junto con el circuito rectificador y el circuito inversor.

La bobina tiene un cabo del lado de entrada y un cabo del lado de salida que discurren ambos en direcciones que son distintas una de otra. En este caso, los capacitores del lado de entrada y del lado de salida están separados en las distintas direcciones con la bobina dispuesta entremedio. Puesto que se impide la superposición del ruido del lado de salida al del lado de entrada del circuito filtro, puede hacerse que sea de menor tamaño el circuito filtro, y en consecuencia el inversor.

El inversor está además caracterizado por una placa de circuito impreso del lado de entrada en la cual está montado el capacitor del lado de entrada, y una placa de circuito impreso del lado de salida en la cual está montado el capacitor del lado de salida. En este caso, uno de los cabos de los lados de entrada y de salida de la bobina es formado dándole la forma de una patilla, y el otro cabo es formado prolongando el hilo de la bobina en forma de un hilo. El cabo con forma de patilla puede ser fácilmente conectado a la correspondiente placa de circuito impreso. Puesto que el otro cabo está formado con la forma del hilo, las placas de circuito impreso de los lados de entrada y de salida pueden ser fácilmente separadas una de otra. Además, la disposición del circuito filtro puede ser variada opcionalmente de acuerdo con el espacio de alojamiento de que se disponga en la caja.

El circuito filtro y el circuito rectificador pueden ser interconectados sin usar un cable cuando la placa de circuito impreso del lado de salida está montada solidariamente sobre el circuito rectificador. En consecuencia, el ruido puede ser adicionalmente
reducido.

El inversor está preferiblemente caracterizado además por un núcleo anular para un inductor de fase cero. En este caso pasa a través del núcleo cualquiera de los miembros del grupo que consta de un cable de alimentación conectado a la placa de circuito impreso del lado de entrada, un cable o cables que establezcan la conexión entre las placas de circuito impreso de los lados de entrada y de salida, y un cable de salida conectado a la placa de circuito impreso del lado de salida. Esta disposición del núcleo puede reducir el ruido que es producido en una parte localizada entre el cable de alimentación y el cable de salida.

El inversor está preferiblemente caracterizado además por una caja de bobinas para alojar la bobina. En este caso, el núcleo está alojado en la caja de bobinas. Como alternativa, cuando la caja tiene un agujero pasante a través del cual pasa el cable de alimentación o el cable de salida que sale del circuito inversor, el núcleo está dispuesto en la caja de forma tal que está en correspondencia con el agujero de la caja. La caja tiene preferiblemente una garra para fijar la caja de bobinas a la misma.

El inversor está preferiblemente caracterizado además por una primera cámara de refrigeración definida en la caja, una segunda cámara de refrigeración definida en la caja y separada por una pared divisoria de la primera cámara de refrigeración para ser adyacente a la misma, una pluralidad de respiraderos formados en la pared divisoria, y un ventilador para aportar aire de refrigeración al interior de la primera cámara de refrigeración y además y a través de los respiraderos al interior de la segunda cámara de refrigeración. Con esta constitución, el circuito inversor es refrigerado por el aire de refrigeración que fluye al interior de la primera cámara de refrigeración, y la bobina del circuito filtro es refrigerada por el aire de refrigeración que fluye a través de la segunda cámara de refrigeración. Puesto que el circuito filtro, el circuito rectificador y el circuito inversor están previstos íntegramente en la caja, el circuito inversor y el circuito filtro pueden ser suficientemente refrigerados por el aire de refrigeración que es aportado al interior de la primera cámara de refrigeración y de la segunda cámara de refrigeración por el ventilador. El elemento guiador está preferiblemente previsto para guiar el aire de refrigeración que es suministrado por el ventilador al interior de la segunda cámara de refrigeración. Según lo que es deseable, el elemento guiador está dispuesto en las inmediaciones de cualquiera de los respiraderos en un lado de la pared divisoria que está encarado a la primera cámara de refrigeración.

Se describe a continuación la invención meramente a título de ejemplo y haciendo referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales:

La Fig. 1 es una vista superior en planta del inversor de una primera realización según la presente invención, con una tapa retirada;

La Fig. 2 es una vista en planta de un reactor de fase cero;

La Fig. 3 es una vista en perspectiva de una caja de bobinas que aloja núcleos para el reactor de fase cero y un inductor de fase cero;

La Fig. 4 es una vista en perspectiva de la caja de bobinas vista desde detrás;

La Fig. 5 es una vista en perspectiva que muestra la conexión del cableado de una placa de circuito impreso del lado de entrada, del reactor de fase cero y de una placa de circuito impreso del lado de salida;

La Fig. 6 es una vista en perspectiva de una caja del inversor;

La Fig. 7 es una vista en perspectiva de la caja de bobinas fijada mediante una garra;

La Fig. 8 es un esquema eléctrico que ilustra un sistema eléctrico del inversor;

La Fig. 9 es una vista que es similar a La Fig. 1 y muestra el inversor de una segunda realización según la presente invención;

La Fig. 10 es una vista en perspectiva que muestra una placa metálica y un cable de alimentación que pasa a través de un agujero de la chapa metálica y del núcleo para el inductor de fase cero;

La Fig. 11 es una vista que es similar a La Fig. 6 y muestra el inversor de una tercera realización según la presente invención;

La Fig. 12 es una sección lateral longitudinal de la caja;

La Fig. 13 es una vista en perspectiva y en despiece de la caja y un compartimento de alojamiento del inversor;

La Fig. 14 es una vista en perspectiva de aletas de fundición en coquilla de aluminio vistas desde la parte trasera del inversor;

La Fig. 15 muestra los trazados según los cuales están dispuestos los conductores del circuito filtro;

La Fig. 16 muestra las trayectorias de circulación del aire de refrigeración en las aletas de fundición en coquilla de aluminio;

La Fig. 17 ilustra esquemáticamente una forma modificada del circuito filtro; y

La Fig. 18 ilustra esquemáticamente una disposición convencional del inversor y del circuito filtro.

Se describe a continuación haciendo referencia a las Figs. 1 a 8 una primera realización de la presente invención. En la primera realización, la invención es aplicada a un inversor de gran tamaño que tiene una capacidad de corriente que va de 5,5 a 15 kW.

Haciendo primeramente referencia a La Fig. 8, está ilustrado esquemáticamente en la misma un sistema eléctrico de un inversor 11 de la primera realización. El inversor 11 está alojado en una caja 36 (véase La Fig. 6). Un circuito rectificador 12 está conectado a través de barras colectoras de c.c. 13 y 14 a un circuito inversor 15. Los contactos normalmente abiertos de un relé 16 son conectados a la barra colectora de c.c. 13. Dos capacitores de filtrado 17 y 18 del circuito principal están conectados entre las barras colectoras de c.c. 13 y 14. Un circuito filtro 19 está previsto en una etapa anterior del circuito rectificador 12.

El circuito rectificador 12 comprende seis diodos conectados en conexión trifásica en derivación 12a a 12f. estos diodos 12a a 12f están reunidos en la realización en un paquete rectangular, por ejemplo (no ilustrado). El circuito inversor 15 comprende un circuito principal 20 del inversor y un circuito de control 21 para controlar el funcionamiento del circuito principal 20 del inversor en régimen de inversión. El circuito principal 20 del inversor comprende seis transistores 22a a 22f que sirven de elementos inversores y diodos de realimentación 23a a 23f para procesar las corrientes inválidas. Los transistores 22a a 22f y los diodos de realimentación 23a a 23f están conectados en conexión trifásica en derivación entre las barras colectoras de c.c. 13 y 14. El circuito principal 20 del inversor está reunido en un paquete prácticamente rectangular en la realización. El circuito filtro 19 comprende un circuito capacitor del lado de entrada 24 que incluye tres capacitores 24a a 24c, un reactor de fase cero (reactor de núcleo de modo común) que incluye las bobinas trifásicas 25a a 25c, y un circuito capacitor del lado de salida 26 que incluye cuatro capacitores 26a a 26d.

El reactor de fase cero 25 incluye un núcleo 27 sobre el cual están devanadas las bobinas trifásicas 25a a 25c como se muestra en La Fig. 2. El reactor de fase cero 25 está alojado en una caja de bobinas rectangular 28 que tiene una abertura anterior como se ve en La Fig. 3. El reactor de fase cero 25 está fijado a un fondo 28a de la caja de bobinas 28 mediante una resina, por ejemplo. Los cabos del lado de salida 29a a 29c de las bobinas 25a a 25c discurren hacia el exterior a través de una abertura de la caja de bobinas 28. Cada uno de los cabos del lado de salida 29a a 29c es formado con la forma de un hilo a base de prolongar el hilo de la respectiva bobina. En la Fig. 3 están eliminadas las bobinas 25a a 25c del reactor de fase cero 25.

Un núcleo anular 30 para un inductor de fase cero está previsto en la caja de bobinas 28 de forma tal que queda situado dentro del reactor de fase cero 25. Los cabos del lado de salida 29a a 29c pasan a través del núcleo 30 del inductor de fase cero. En La Fig. 3, las posiciones de los cabos del lado de salida 29a a 29c en la caja de bobinas 28 están simplificadas con la finalidad de ilustrar típicamente la relación posicional entre los cabos y el núcleo 30 del inductor de fase cero. Patillas 31a a 31c sobresalen de una cara posterior 28b de la caja de bobinas 28, como se muestra en La Fig. 4. Los cabos del lado de entrada 32a a 32c (véase La Fig. 2) de las bobinas 25a a 25c están conectados a las patillas 31a a 31c respectivamente. En consecuencia, los cabos del lado de entrada 32a a 32c y los cabos del lado de salida 29a a 29c de las respectivas bobinas 25a a 25c discurren en direcciones que son distintas unas de otras.

Los tres capacitores 24a a 24c que componen el circuito capacitor del lado de entrada 24 están montados en una placa de circuito impreso del lado de entrada 33 como se muestra en La Fig. 5. La placa de circuito impreso del lado de entrada 33 está formada con tres agujeros pasantes (no ilustrados) que corresponden a las patillas 31a a 31c respectivamente. Las patillas 31a 31c están introducidas a través de los respectivos agujeros pasantes y soldadas mediante soldadura indirecta, con lo cual el circuito capacitor del lado de entrada 24 queda conectado eléctricamente a las bobinas 25a a 25c. Los cables trifásicos 34a a 34c que están ilustrados en La Fig. 5 son conectados a terminales de un bloque de terminales del circuito principal (no ilustrado) que está previsto en la caja 36. Los cables trifásicos 34a a 34c están ilustrados como un solo cable de relé 34 en La Fig. 1. Las patillas 31a a 31c son soldadas mediante soldadura indirecta de forma tal que la placa de circuito impreso del lado de entrada 33 queda fijada a la caja de bobinas 28. Además, al ser adicionalmente atornillada a la caja de bobinas 28, por ejemplo, la placa de circuito impreso del lado de entrada 33 puede quedar fijada de manera fiable a la caja de bobinas 28.

Cuatro capacitores 26a a 26d que componen el circuito capacitor del lado de salida 26 están montados en una placa de circuito impreso del lado de salida 35, como se muestra en La Fig. 5. La placa de circuito impreso del lado de salida 35 está provista de tres terminales de conexión de tipo roscado 35a a 35c. Los cabos del lado de salida 29a a 29c de las bobinas 25a a 25c son conectados a los terminales de conexión 35a a 35c respectivamente, de manera que el circuito capacitor del lado de salida 26 queda conectado eléctricamente a las bobinas 25a a 25c.

El circuito filtro 19, el circuito rectificador 12, el circuito inversor 15, etc. anteriormente descritos son instalados en la caja 36 que está hecha de un plástico, por ejemplo, como se muestra en La Fig. 6. La caja 36 incluye un compartimento de refrigeración 37 y un compartimento de alojamiento 38 que está definido sobre el compartimento de refrigeración 37. Un ventilador 39 que consta de un ventilador axial, por ejemplo, está previsto en uno de los lados del compartimento de refrigeración 37. El compartimento de refrigeración 37 tiene un lado abierto (no ilustrado) que es opuesto al lado en el cual está previsto el ventilador 39, a pesar de que esto no está ilustrado en los dibujos. Las de una pluralidad de aletas de fundición en coquilla de aluminio (no ilustradas) están dispuestas en el compartimento de refrigeración 37 de forma tal que quedan frente al ventilador 39. Al funcionar el ventilador 39, el mismo hace que fluya aire de refrigeración al interior del compartimento de refrigeración 37, absorbiendo dicho aire de refrigeración calor de las aletas que es descargado al exterior.

El compartimento de alojamiento 38 incluye un cuerpo principal 40 de la caja y una tapa 41 que cierra una abertura superior del cuerpo principal 40 de la caja. Está previsto en la tapa 41 un panel de mando 42 que incluye mandos 42a, un visualizador 42b, etc. Están formados en uno de los lados del cuerpo principal 40 de la caja los de una serie de respiraderos 40a para radiación térmica. Un lado del compartimento de alojamiento 38 está formado con una ventana rectangular 43 a la cual es unida una placa metálica 44 que tiene tres agujeros 44a de paso de cableado.

La Fig. 1 ilustra el cuerpo principal 40 de la caja del compartimento de alojamiento 38 con la tapa 41 retirada del mismo. Está formada una ranura 43a que se extiende en toda la superficie periférica de la ventana 43. Tras haber sido retirada la tapa 41, la placa metálica 44 es introducida en la ranura 43a del cuerpo principal 40 de la caja, y a continuación la tapa 41 es fijada sobre el cuerpo principal 40 de la caja, con lo cual la placa metálica 44 es introducida en una ranura (no ilustrada) que está formada en un lado de la tapa 41 que es el correspondiente a la ventana 43, tras lo cual la placa metálica 44 queda unida a la ventana 43. Un cable de suministro de energía eléctrica 47 (que está ilustrado solamente en La Fig. 1) que está conectado en un extremo del mismo a una fuente de energía eléctrica y un cable de salida (no ilustrado) que está conectado al circuito inversor 15 son pasados a través de los agujeros 44a de la chapa metálica 44 respectivamente. El cable de alimentación 47 es conectado en el otro extremo del mismo al bloque de terminales del circuito principal anteriormente descrito.

Un circuito principal 20 del inversor que compone el circuito inversor 15 es dispuesto en la parte superior derecha del interior del cuerpo principal 40 de la caja, como se ve en La Fig. 1. El circuito rectificador 12 es dispuesto debajo del circuito principal 20 del inversor en el compartimento de alojamiento 38, como se ve en La Fig. 1. Un fondo 40b del cuerpo principal 40 de la caja tiene dos aberturas rectangulares (no ilustradas) que están dispuestas en correspondencia con el circuito principal 20 del inversor y con el circuito rectificador 12, respectivamente, de manera que el circuito principal del inversor y el circuito rectificador quedan situados sobre las superficies superiores de las aletas de fundición en coquilla de aluminio del compartimento de refrigeración 37. Los capacitores 17 y 18 del circuito principal son dispuestos a la izquierda del circuito principal 20 del inversor en el cuerpo principal 40 de la caja. Además, un relé 16 es dispuesto debajo del capacitor 18 del circuito principal en el cuerpo principal 20 de la caja. El fondo 40b del cuerpo principal 40 de la caja está además formado con aberturas (no ilustradas) que están dispuestas en correspondencia con el relé 16 y con los capacitores 17 y 18 del circuito principal, respectivamente, de manera que el relé 16 y los capacitores 17 y 18 del circuito principal son refrigerados por el aire de refrigeración que circula a través del compartimento de refrigeración 37.

El circuito filtro 19 es dispuesto en el espacio restante del cuerpo principal 40 de la caja. Más específicamente, la caja de bobinas 28 que aloja el reactor de fase cero 25 del circuito filtro 19 es fijada a la placa de circuito impreso del lado de entrada 33, de tal manera que queda dispuesta debajo del relé 16, como se ve en La Fig. 1. La caja de bobinas 28 queda sujetada entre una pared 45 que parte verticalmente del fondo 40a del cuerpo principal 40 de la caja y una garra 46 que tiene elasticidad, de tal manera que dicha caja de bobinas queda fijada de manera fiable al cuerpo principal 40 de la caja. Cuando la garra 46 es flexionada en el sentido de distanciarse de la pared 45, el espacio existente entre el extremo distal de la garra 46 y la pared 45 es ensanchado, con lo cual la caja de bobinas 28 puede ser dispuesta entre la pared 45 y la garra 46.

La placa de circuito impreso del lado de salida 35 es atornillada por medio de los terminales de conexión de tipo roscado 35a a 35c al paquete del circuito rectificador 12, tras lo cual el circuito capacitor del lado de salida 26 es conectado eléctricamente al circuito rectificador 12. El circuito de control 21 es montado en una placa de circuito impreso junto con los mandos 42a y el visualizador 42b, y entonces la placa de circuito impreso es fijada a la tapa 41 a pesar de que esto no está ilustrado en los dibujos. El bloque de terminales del circuito principal es dispuesto en el compartimento de alojamiento 38 encima del circuito filtro 19 con un espacio predeterminado entremedio, a pesar de que esto no está ilustrado. Además, el fondo 40b del cuerpo principal 40 de la caja está formado con una abertura (no ilustrada) que está dispuesta en correspondencia con el circuito filtro 19, de manera que el circuito filtro es refrigerado por el aire de refrigeración que circula a través del compartimento de refrigeración 37. El aire de refrigeración del compartimento de refrigeración 37 circula a través de las aberturas del fondo 40b pasando al interior del compartimento de alojamiento 38, refrigerando con ello los componentes que están instalados en el compartimento de alojamiento 38.

Según la realización que ha sido descrita anteriormente, el circuito filtro 19 queda alojado en la caja 18 junto con el circuito rectificador 12 y con el circuito inversor 15. En consecuencia, puede ser reducido el tamaño del inversor. En otras palabras, puesto que el circuito filtro 19 queda dispuesto más cerca del circuito rectificador 12 en el compartimento de alojamiento 38, puede ser acortada la distancia para establecer la conexión entre el circuito filtro 19 y el circuito rectificador 12. En consecuencia, puede ser reducido el ruido producido por los nnodos del circuito filtro 19 del circuito rectificador 12. Esto hace que puedan ser de menor tamaño el circuito filtro 19, y en consecuencia el inversor 11. En consecuencia, puede ser reducido el coste de fabricación del inversor, y puede ser reducido el espacio para la instalación del mismo.

Particularmente en la realización, la placa de circuito impreso del lado de salida 35 es atornillada al paquete en el cual está reunido el circuito rectificador 12, con lo cual el circuito capacitor del lado de salida 26 queda conectado al circuito rectificador 12. Así, puesto que el circuito filtro 19 es conectado al circuito rectificador 12 sin usar un cable, puede lograrse una adicional reducción del ruido.

En el reactor de fase cero 25, los cabos del lado de entrada 32a a 32c y los cabos del lado de salida 29a a 29c de las respectivas bobinas 25a a 25c discurren en direcciones que son distintas unas de otras. En consecuencia, puesto que el circuito capacitor del lado de entrada 24 y el circuito capacitor del lado de salida 26 del circuito filtro 19 pueden ser separados uno de otro, puede impedirse la superposición del ruido del lado de salida y del lado de entrada del circuito filtro 19. En consecuencia, puede impedirse una reducción del rendimiento de eliminación del ruido del circuito filtro 19 aunque el circuito filtro esté incorporado en la caja 36.

Los cabos del lado de entrada 32a a 32c del reactor de fase cero 25 son conectados a las patillas 31a a 31c, respectivamente. Las patillas 32a a 32c son además introducidas a través de los agujeros de la placa de circuito impreso del lado de salida 33, con lo cual el reactor de fase cero 25 queda conectado a la placa de circuito impreso del lado de entrada 33. En consecuencia, no es necesario cable alguno para conectar el reactor de fase cero 25 a la placa de circuito impreso del lado de entrada 33, y la caja de bobinas 28 puede ser fácilmente unida a la placa de circuito impreso del lado de entrada 33.

Los cabos del lado de salida 29a a 29c del reactor de fase cero 25 son formados con forma de hilo a base de prolongar el hilo de las bobinas 25a a 25c. Puesto que esto permite que la placa de circuito impreso del lado de salida 35 sea separada de la caja de bobinas 28, las placas de circuito impreso del lado de entrada y del lado de salida 33 y 35 pueden ser fácilmente separadas una de otra. Además, la disposición de la caja de bobinas 28 y de la placa de circuito impreso del lado de salida 35 puede ser alterada de acuerdo con el espacio de alojamiento de que se disponga para el circuito filtro 19 en el compartimento de alojamiento 38.

La placa de circuito impreso del lado de salida 35 es atornillada al circuito rectificador 12. Esto puede permitir compactar la placa de circuito impreso del lado de salida 35 y el circuito rectificador 12. Además, puesto que el circuito filtro 19 es conectado al circuito rectificador 12 sin usar cable alguno, puede lograrse una adicional reducción del ruido.

Los cabos del lado de salida 29a a 29c del reactor de fase cero 25 pasan a través del núcleo 30 del inductor anular de fase cero. En consecuencia, el ruido puede ser adicionalmente reducido por el núcleo 30 del inductor de fase cero. En la realización precedente, el núcleo 30 del inductor de fase cero es dispuesto en la caja de bobinas 28 de forma tal que queda situado dentro del reactor de fase cero 25. En consecuencia, en el compartimento de alojamiento 38 no se requiere un espacio de alojamiento específico dedicado al núcleo 30, y en consecuencia puede ser reducido adicionalmente el tamaño de la caja 36 y del inversor 11.

Las Figs. 9 y 10 ilustran una segunda realización de la invención. Se describen a continuación las diferencias existentes entre la segunda realización y la primera realización. Los elementos y componentes que son idénticos en la segunda realización están identificados mediante las mismas referencias como en la primera realización. En la segunda realización, el núcleo 51 del inductor de fase cero es unido a una cara de la placa metálica 44 que es la cara que está encarada al interior del compartimento de alojamiento 38, en lugar del núcleo 30 del inductor de fase cero alojado en la caja de bobinas 28. En este caso, el núcleo 51 es fijado a la placa metálica 44 en correspondencia con uno de los tres agujeros 44a de la placa metálica 44, como se muestra en la Fig. 10. En consecuencia, al ser introducido a través del agujero 44a, el cable de alimentación 47 puede también pasar a través del núcleo 51 del inductor de fase cero. Así, la eficacia de pasar el cable de alimentación 47 a través del núcleo 51 puede ser mejorada en comparación con el caso en el que el núcleo 51 es insertado quedando situado en una parte central del cable de alimentación 47. Además, puesto que el núcleo 51 es fijado a la placa metálica 44, un espacio cercano a la placa metálica 44 puede ser utilizado con eficacia como espacio de alojamiento para el núcleo 51.

Las Figs. 11 a 15 ilustran una tercera realización de la invención. Se describen a continuación las diferencias existentes entre la tercera realización y la primera realización. Los elementos y componentes que son idénticos en la tercera realización están identificados con las mismas referencias como en la primera realización. En la tercera realización, la invención es aplicada a un inversor de pequeño tamaño que tiene una capacidad de corriente que va de 0,75 a 4 kW.

Haciendo referencia a La Fig. 11, el inversor 11 está instalado en una caja 61 que está prevista en lugar de la caja 36. La caja 61 incluye una caja de refrigeración 62 y el compartimento de alojamiento de plástico 63 que está dispuesto sobre la caja de refrigeración 62.

Se describe a continuación haciendo referencia a las Figs. 12 a 14 la forma constructiva de la caja de refrigeración 62 y del compartimento de alojamiento 63. La caja de refrigeración 62 incluye un compartimento de aletas 65 que sirve de primera cámara de refrigeración y un compartimento 66 de alojamiento del circuito filtro que sirve de segunda cámara de refrigeración. El compartimento de aletas 65 y el compartimento 66 de alojamiento del circuito filtro están separados por una pared divisoria 64. La pared divisoria 64 está formada con dos respiraderos 67 y 68, por ejemplo, a través de los cuales el compartimento de aletas 65 está en comunicación con el compartimento 66 de alojamiento del circuito filtro. Un ventilador 39 está montado en un lado de la caja de refrigeración 62 que está en correspondencia con el compartimento de aletas 65.

El compartimento de aletas 65 tiene un lado abierto que es opuesto al lado en el cual está montado el ventilador 39, y un fondo abierto. El compartimento de aletas 65 tiene además un techo en el cual están formadas formando parte integrante del mismo las de una pluralidad de aletas termorradiantes planas 69 que son paralelas a la pared divisoria 64. Una placa guiadora 70 que sirve de elemento guiador está montada en una cara lateral de la pared divisoria 64 en el lado del compartimento de aletas 65 de forma tal que es más cercana al respiradero 67 que al respiradero 68 y queda situada entre ellos. Al ser puesto el ventilador 39 en funcionamiento, se hace que fluya al interior del compartimento de aletas 65 aire de refrigeración. Una parte del aire de refrigeración choca contra la placa guiadora 70, siendo con ello dirigida al lado del respiradero 67, mientras que la otra parte del aire de refrigeración pasa a través de un espacio existente entre cada aleta termorradiante 69 y la adyacente. El aire de refrigeración que pasa a través del respiradero 67 al interior del compartimento 66 de alojamiento del circuito filtro es obligado a regresar a través del otro respiradero 68 al interior del compartimento de aletas 65.

El compartimento 66 de alojamiento del circuito filtro tiene una parte superior abierta y aloja en su interior una placa 71 del circuito filtro en la cual está montado el circuito filtro 19. El reactor de fase cero 25 está montado sobre la parte central de la placa 71 del circuito filtro. Está ilustrado solamente el núcleo 27 del reactor de fase cero 25, y están eliminadas las bobinas 25a a 25c del mismo. Los capacitores del lado de entrada y del lado de salida 24 y 26 están montados respectivamente en las partes de la derecha y de la izquierda de la placa 71 del circuito filtro, estando el reactor de fase cero 25 situado entremedio.

La placa 71 del circuito filtro está formada con los conductores del lado de entrada dispuestos según los trazados 72a a 72c, a través de lo cual los respectivos cabos del lado de entrada 32a a 32c (véase La Fig. 2) del reactor de fase cero 25 son conectados al circuito capacitor del lado de entrada 24, como se muestra en La Fig. 15. La placa 71 del circuito filtro está además formada con los conductores del lado de salida dispuestos según los trazados 73a a 73c, a través de lo cual los respectivos cabos del lado de salida 29a a 29c (véase La Fig. 2) del reactor de fase cero 25 son conectados al circuito capacitor del lado de salida 26. En consecuencia, el lado de entrada del circuito filtro 19 queda también separado del lado de salida del mismo.

El compartimento de alojamiento 63 está formado como una caja rectangular que tiene una parte inferior abierta y cubre la superficie superior de la caja de refrigeración 62. Un lado del compartimento de alojamiento 63 tiene una ventana oblonga (no ilustrada). La placa metálica 44 es atornillada al compartimento de alojamiento 63 de forma tal que cierra la ventana, como se muestra en La Fig. 11. Otro lado del compartimento de alojamiento 63 está formado con una serie de respiraderos 63a. Está montado en la parte superior del compartimento de alojamiento 63 el panel de mando 42 que incluye los mandos 42a, el visualizador 42b, etc.

Una placa 74 del circuito excitador y una placa 75 del circuito de control están previstas en el compartimento de alojamiento 63 como se muestra en las FigS. 12 y 13. La placa 74 del circuito excitador está atornillada a la parte superior de la caja de refrigeración 62 con distanciadores 74a (ilustrados solamente en La Fig. 12) interpuestos entremedio. En consecuencia, la abertura superior del compartimento 66 de alojamiento del circuito filtro de la caja de refrigeración 62 queda cubierta por una mitad de la placa 74 del circuito excitador.

El relé 16, los capacitores 17 y 18 del circuito principal y el bloque de terminales 76 del circuito principal están montados sobre la cara superior de la placa 74 del circuito excitador. Un paquete plano 77 en el cual están previstos por moldeo el circuito principal 20 del inversor y el circuito rectificador 12 está montado en la cara inferior de la placa 74 del circuito excitador. El paquete 77 está atornillado a las superficies superiores de los compartimentos de aletas para así quedar estrechamente unido a las mismas, con lo cual el calor irradiado por el paquete 77 es transmitido con eficacia al compartimento de aletas 65. Están adicionalmente conectados entre la placa 74 del circuito excitador y la placa 71 del circuito filtro los hilos de conexión 79 que establecen la conexión entre el circuito rectificador 12 y el circuito filtro 19 y los hilos de relé 80 que establecen la conexión entre el circuito filtro 19 y el bloque de terminales 76 del circuito principal.

Además, la placa 75 del circuito de control está atornillada al techo del compartimento de alojamiento 63. La placa 75 del circuito de control está conectada eléctricamente a la placa 74 del circuito excitador a través de un cable de conexión 78 que está además conectado a un conector 78a en el lado de la placa 74 del circuito excitador y a un conector 78b en el lado de la placa 75 del circuito de control. Los mandos 42a, el visualizador 42b y el bloque de terminales 79 de control están montados en la placa 75 del circuito de control.

Según la tercera realización, el circuito inversor 20 y en consecuencia el paquete 67 se calientan al estar activado el inversor 11. Además, el aire de refrigeración fluye al interior del compartimento de aletas 65 al estar en funcionamiento el ventilador 39, como está indicado por la flecha A en La Fig. 16. Una parte del aire de refrigeración circula a través del espacio existente entre cada aleta termorradiante 69 y la adyacente. Puesto que el paquete 77 está directamente unido a la superficie superior del compartimento de aletas 65, el calor que es generado por el paquete 77 es transferido con eficacia al compartimento de aletas 65, siendo acto seguido el calor irradiado al aire de refrigeración que circula a través del espacio existente entre cada aleta termorradiante 69 y la adyacente.

Al estar en funcionamiento el inversor 11, se calientan el circuito filtro 19 y en particular el reactor de fase cero 25. Una parte del aire de refrigeración que fluye al interior del compartimento de aletas 65 es guiada por la placa guiadora 70 para con ello pasar a través del respiradero 67 al interior del compartimento 66 de alojamiento del circuito filtro como indica la flecha B en La Fig. 16 y para pasar adicionalmente a través del respiradero 68 al lado del compartimento de aletas 65. En consecuencia, el circuito filtro 19 puede ser refrigerado por el aire de refrigeración que circula a través del compartimento 66 de alojamiento del circuito filtro.

En la tercera realización, la caja de refrigeración 62 está dividida en el compartimento de aletas 65 y el compartimento 66 de alojamiento del circuito filtro. El circuito inversor 15 y el circuito rectificador 12 son refrigerados por el aire de refrigeración que circula a través del compartimento de aletas 65, y el circuito filtro 19 es refrigerado por el aire de refrigeración que circula a través del compartimento 66 de alojamiento del circuito filtro. En consecuencia, el circuito filtro 19 puede ser suficientemente refrigerado junto con el circuito principal 20 del inversor y el circuito rectificador 12 aunque el circuito filtro 19 esté alojado en la caja 61 con el circuito inversor 15 y el circuito rectificador 12.

La invención no deberá quedar limitada a las realizaciones que han sido descritas anteriormente haciendo referencia a los dibujos acompañantes. La invención puede ser puesta en práctica en las siguientes formas modificadas: El núcleo 30 o 51 del inductor de fase cero es dispuesto de forma tal que los cabos del lado de salida 29a a 29c pasan a través del mismo o bien de forma tal que el cable de alimentación 47 pasa a través del mismo. Sin embargo, como se muestra en La Fig. 17, el núcleo 30 del inductor de fase cero puede ser dispuesto de forma tal que un cable 81 u 82 que conecta el reactor de fase cero 25 al circuito capacitor del lado de entrada 24 y al circuito capacitor del lado de salida 26 respectivamente pase a través del mismo, o bien de forma tal que un cable 83 que conecta el circuito filtro 19 a la fuente de energía eléctrica o un cable 84 que conecta el circuito filtro 19 al circuito rectificador 12 pase a través del mismo. En cada caso puede lograrse la misma reducción del ruido. Además, en la tercera realización anteriormente descrita, el núcleo del inductor de fase cero puede ser dispuesto de forma tal que pase a través del mismo un cable adecuado.

En las realizaciones primera y segunda, los cabos del lado de entrada 32a a 32c de las bobinas 25a a 25c pueden ser formados con forma de hilo para que la caja de bobinas 28 y la placa de circuito impreso del lado de entrada 33 queden conectadas estando físicamente distanciadas entre sí. Además, los terminales de salida 29a a 29c pueden ser formados con forma de patillas para que la caja de bobinas 28 y la placa de circuito impreso del lado de salida 35 queden conectadas directamente una a otra.

El número de capacitores en cada uno de los circuitos capacitores del lado de entrada y del lado de salida 24 y 26 no deberá quedar limitado a tres o cuatro. Puede preverse otro número adecuado de capacitores. Adicionalmente, el número de respiraderos 17 y 18 no deberá quedar limitado a dos. Pueden preverse tres o más respiraderos.

Claims (7)

1. Inversor que comprende una caja (36) que aloja en su interior un circuito rectificador (12) conectado a un circuito inversor (15), y un circuito filtro (19) dispuesto entre una entrada (47) del inversor y el circuito rectificador (12), incluyendo el circuito filtro (19) para la fase o para cada fase un capacitor del lado de entrada (24) montado en una placa de circuito impreso del lado de entrada (33), una bobina (25a, 25b, 25c) que tiene un núcleo (27), y un capacitor del lado de salida (26) montado en una placa de circuito impreso del lado de salida (35) que está montada solidariamente sobre el circuito rectificador (12), teniendo la bobina (25a, 25b, 25c) un cabo de entrada (32a, 32b, 32c) y un cabo de salida (29a, 29b, 29c) que discurren en direcciones opuestas alejándose de un plano del núcleo (27), con la bobina (25a, 25b, 25c) entremedio, terminando uno de los cabos de entrada y de salida (32a-32c; 29a- 29c) de la bobina (25a, 25b, 25c) en una patilla (31a, 31b, 31c) adyacente a la bobina (25a, 25b, 25c) conectada a una de las placas de circuito impreso (33, 35), y siendo el otro cabo una prolongación de un hilo de la bobina (25a, 25b, 25c) y estando dicho otro cabo conectado a la otra de las placas de circuito impreso (33, 35) a distancia del circuito filtro (19).

2. Inversor según la reivindicación 1, que comprende además un núcleo anular (30) para un inductor de fase cero a través del cual pasa cualquiera de los miembros del grupo que consta del cable de alimentación de entrada (47) del inversor, de un cable o de cables que establecen la conexión entre las placas de circuito impreso (33, 35) en los lados de entrada y de salida del circuito filtro (19), y de un cable de salida conectado a una placa de circuito impreso del lado de salida (35).

3. Inversor según la reivindicación 2, que comprende además una caja de bobinas (28) que aloja la bobina (25a, 25b, 25c), el núcleo (27) y el núcleo anular (30).

4. Inversor según la reivindicación 2, en el cual la caja (36) tiene un agujero pasante (44a) a través del cual pasa el cable de alimentación o el cable de salida que sale del circuito inversor, y el núcleo anular (51) está dispuesto en la caja (36) de forma tal que está en correspondencia con el agujero pasante (44a) de la caja (36).

5. Inversor según la reivindicación 3, en el cual la caja (36) tiene una garra (46) para fijar la caja de bobinas (28) a la misma.

6. Inversor según cualquier reivindicación precedente, que comprende además una primera cámara de refrigeración (65) definida en la caja (61), una segunda cámara de refrigeración (66) definida en la caja (61) y separada por una pared divisoria (64) de la primera cámara de refrigeración (65) de forma tal que es adyacente a la misma, una pluralidad de respiraderos (67, 68) formados en la pared divisoria (64) y un ventilador (39) para aportar aire de refrigeración al interior de la primera cámara de refrigeración (65) y adicionalmente y a través de los respiraderos (67, 68) al interior de la segunda cámara de refrigeración (66), siendo en uso el circuito inversor (15) refrigerado por el aire de refrigeración que fluye al interior de la primera cámara de refrigeración (65) y siendo en uso la bobina (25a, 25b, 25c) del circuito filtro (19) refrigerada por el aire de refrigeración que fluye a través de la segunda cámara de refrigeración (66).

7. Inversor según la reivindicación 6, que comprende además un elemento guiador (70) para guiar el aire de refrigeración que es aportado por el ventilador (39) al interior de la segunda cámara de refrigeración (66), estando el elemento guiador (70) dispuesto en las inmediaciones de cualquiera de los respiraderos (67, 68) en una cara de la pared divisoria (64) que está encarada a la primera cámara de refrigeración (65).