RU2670607C2

RU2670607C2 - Система конденсаторов

Info

Publication number: RU2670607C2
Application number: RU2016127593A
Authority: RU
Inventors: Владимир Данов; Андреас Кох; Рихард МАТЦ
Original assignee: Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2018-10-24
Also published as: CA2936452A1; WO2015104114A1; RU2016127593A; RU2670607C9; US20160314903A1; EP3058577A1; DE102014200347A1

Abstract

Изобретение относится к области электротехники, а именно к системе конденсаторов, включающей в себя несколько конденсаторов, которые могут быть использованы в электрическом кабеле, коаксиальном кабеле и/или мощности резонансного нагрева. Предложенная система конденсаторов такого рода выполнена из одного отдельного цилиндра, вокруг которого размещено несколько параллельно включенных цилиндрических конденсаторов, имеющих меньший диаметр, и расположенных вокруг цилиндрического основания большего диаметра, в виде трубы, по которой протекает охлаждающее средство. Каждый отдельный цилиндр имеет одинаковую конструкцию и электрически контактирует своими двумя концевыми поверхностями, что делает возможным последовательный монтаж системы конденсаторов в токоведущий электрический проводник в виде кабеля и/или проводящей трубы. Повышение компактности конструкции системы конденсаторов, работающей при высоких напряжениях, токах и температурах, с возможностью регулирования зарядной емкости и отвода тепла конденсаторов, является техническим результатом изобретения. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение касается конденсатора, в частности конструкции, включающей в себя несколько конденсаторов, для электрического кабеля, коаксиального кабеля и/или мощности резонансного нагрева.

Для применения в силовой электронике все чаще требуются пассивные компоненты, которые могут эксплуатироваться при высоких напряжениях, токах и температурах, например, при 10 кВ, 300 А и 500°C. В частности, существует потребность в емкостных компонентах, которые имеют зарядную емкость до диапазона мкФ и могут применяться в таких экстремальных условиях эксплуатации.

Области применения силовой электроники имеются, например, в тяжелом машиностроении, добыче нефти и/или горной промышленности.

Задачей настоящего изобретения является создать конденсатор, который обладает возможностью простой адаптации к эксплуатации при высоких напряжениях, токах и температурах и имеет регулируемую зарядную емкость.

Эта задача в соответствии с изобретением решается с помощью конденсатора по п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения содержатся в зависимых пунктах формулы изобретения, на фигурах и в описании.

Первый аспект изобретения касается группы цилиндрических конденсаторов, в частности группы цилиндрических конденсаторов, которые (включают в себя?) по меньшей мере два электропроводящих слоя, гальванически отделенных друг от друга керамическим диэлектрическим слоем, предпочтительно создаваемым посредством обмотки зеленой пленкой и/или способом термического напыления.

Такие цилиндрические конденсаторы известны из DE 10 2012 217 168.1 и из 2014E00471DE (обе не опубликованы).

Итак, общая идея изобретения заключается в том, что стремятся к наиболее компактной возможной конструкции, у которой, однако, обеспечен отвод отходящего тепла конденсаторов.

В частности, выяснилось, что предпочтительным является группирование малых цилиндрических конденсаторов вокруг одной большой трубы. При этом будет искаться компромисс между системами, с помощью которых возможен хороший отвод тепла, и компактностью устройства, то есть, в частности, использованием пространства.

По одному из вариантов осуществления предусмотрено, что вокруг трубы, по которой протекает охлаждающее средство, по меньшей мере в отдельных областях на наружной стенке расположены цилиндрические конденсаторы.

По одному из предпочтительных вариантов осуществления для этого труба, например, труба охлаждения или большой цилиндрический конденсатор, по меньшей мере частично окружается цилиндрическими конденсаторами меньшего диаметра.

По одному из предпочитаемых вариантов осуществления эти цилиндрические конденсаторы с меньшими диаметрами включены параллельно.

Внутренние диаметры малых цилиндрических конденсаторов лежат в пределах от 5 мм до 70 мм, предпочтительно от 10 мм до 30 мм, в частности 15 мм–25 мм, то есть, например, около 20 мм.

Толщина стенки малых и больших конденсаторов лежит в пределах от 1 мм до 10 мм, в зависимости от количества слоев, которые, также предпочтительно, расположены в соответствии с конструкцией цилиндрического конденсатора, раскрытой в DE 10 2012 217 168.1 и 2014E00471DE. При этом конденсаторные электроды находятся между диэлектрическими керамическими слоями, конденсаторные электроды расположены, чередуясь, со смещением в осевом направлении и на конце каждого цилиндра выведены наружу и законтактированы.

В зависимости от количества слоев, при этом получается толщина стенки от 1 до 10 мм, которая прибавляется к внутреннему диаметру для расчета наружного диаметра.

Разумеется, могут также применяться цилиндрические конденсаторы другой конструкции.

Длина цилиндрических конденсаторов лежит в пределах от 10 мм до 300 мм, например, между 30 и 300 мм, в частности между 50 и 200 мм, то есть, например, около 100-120 мм.

Названные здесь размеры названы в качестве примера, конечно, раскрытый принцип изобретения может также применяться к существенно более крупным и существенно более мелким компонентам.

Изобретение также поясняется подробнее с помощью фигуры, на которой показан в качестве примера один из вариантов осуществления изобретения.

На фигуре показано изображение в перспективе расположения цилиндрических конденсаторов вокруг трубы большего размера.

На фигуре можно видеть основную трубу 1, которая представляет собой либо также цилиндрический конденсатор, либо электрически пассивный трубопровод, либо другой открытый или закрытый цилиндр. Вокруг основной трубы 1 расположены цилиндрические конденсаторы 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9. Эти цилиндрические конденсаторы могут быть одинаковыми или разными по конструкции и по схеме соединения.

Предпочтительно все цилиндрические конденсаторы (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9) одинаковы и имеют конструкцию в соответствии с принципом, раскрытым в вышеназванных заявках, и все включены электрически параллельно.

С таким же успехом могут быть параллельно включены только части окружающих цилиндрических конденсаторов, в зависимости от требования.

Для отвода тепла потерь от периферийных конденсаторов (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9) в охлаждающее средство они предпочтительно окружаются теплопроводящей заливочной массой.

Раскрытое здесь изобретение обеспечивает возможность высокой изменяемости конструкции в отношении емкости и пробойного напряжения, полой и предпочтительной для протекания охлаждающего средства цилиндрической формы, высокой термостойкости и диэлектрической прочности, оптимизированного использования конструктивного пространства, так как благодаря группированию более мелких цилиндров возможно размещение в данном объеме большей площади конденсатора (емкости), и лучшей охлаждаемости вследствие монтажа цилиндрических конденсаторов на наружной поверхности, например, трубы для охлаждающего средства.

Изобретение касается конденсатора, в частности конструкции, включающей в себя несколько конденсаторов, для электрического кабеля, коаксиального кабеля и/или мощности резонансного нагрева. Настоящее изобретение касается конденсатора такого рода, что состоящее из одного отдельного цилиндра конденсаторное устройство заменяется несколькими электрически параллельно включенными цилиндрическими конденсаторами, имеющими меньший диаметр, с подключением или без расположенной в середине большой трубы, возможно, также представляющей собой цилиндрический конденсатор. Каждый отдельный цилиндр имеет, например, одинаковую конструкцию. Он, например, электрически контактируется своими двумя концевыми поверхностями и, таким образом, пригоден для последовательного монтажа в токоведущий электрический проводник, напр., кабель и/или проводящую трубу.

Claims

1. Система конденсаторов, включающая в себя несколько конденсаторов цилиндрической формы, при этом множество цилиндрических конденсаторов меньшего диаметра расположено вокруг цилиндрического основания большего диаметра, при этом цилиндрическое основание представляет собой трубу, по которой протекает охлаждающее средство.

2. Система конденсаторов по п. 1, при этом множество цилиндрических конденсаторов меньшего диаметра включено электрически параллельно.

3. Система конденсаторов по п. 1 или 2, при этом множество цилиндрических конденсаторов меньшего диаметра имеет одинаковую конструкцию.

4. Система конденсаторов по п.1 или 2, при этом по меньшей мере один цилиндрический конденсатор меньшего диаметра имеет такую конструкцию, что конденсаторные электроды находятся между диэлектрическими керамическими слоями и расположены каждый, чередуясь, со смещением в осевом направлении и конденсаторные электроды на конце данного цилиндра могут контактироваться в наружном направлении.

5. Система конденсаторов по п.3, при этом по меньшей мере один цилиндрический конденсатор меньшего диаметра имеет такую конструкцию, что конденсаторные электроды находятся между диэлектрическими керамическими слоями и расположены каждый, чередуясь, со смещением в осевом направлении и конденсаторные электроды на конце данного цилиндра могут контактироваться в наружном направлении.

6. Система конденсаторов по п.1, или 2, или 5, в которой указанное цилиндрическое основание также представляет собой цилиндрический конденсатор.

7. Система конденсаторов по п.3, в которой указанное цилиндрическое основание также представляет собой цилиндрический конденсатор.

8. Система конденсаторов по п.4, в которой указанное цилиндрическое основание также представляет собой цилиндрический конденсатор.

9. Система конденсаторов по п. 6, при этом цилиндрический конденсатор большего диаметра, расположенный в середине, также электрически параллельно включен с цилиндрическими конденсаторами меньшего диаметра.

10. Система конденсаторов по п. 7 или 8, при этом цилиндрический конденсатор большего диаметра, расположенный в середине, также электрически параллельно включен с цилиндрическими конденсаторами меньшего диаметра.