DD264781A1

DD264781A1 - Elektrischer kondensator mit niedriger eigeninduktivitaet

Info

Publication number: DD264781A1
Application number: DD30825887A
Authority: DD
Inventors: Monika Abraham; Matthias Rabold; Manfred Schulze
Original assignee: Gera Elektronik Veb
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1989-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kondensator mit niedriger Eigeninduktivitaet, der z. B. als Impulskondensator in der Leistungselektronik eingesetzt werden kann. Durch die Erfindung wird eine technische Loesung fuer die Zuleitung vom Wickel zu den Anschlusselementen und fuer die Anschlusselemente selbst angegeben. Erfindungsgemaess wird die niedrige Eigeninduktivitaet dadurch erreicht, dass zwei bandfoermige Leiter in Hoehe der oberen Kontaktschicht auf einen duennen, allseits ueberstehenden Traeger aus Isolierstoff aufgebracht werden und so induktivitaetsarm zu den aeusseren Anschlusselementen fuehren, die als Anschlussstueck rechtwinklig an die bandfoermigen Leiter angesetzt sind. Der ueberstehende Traeger aus Isolierstoff bildet die Kriech- und Luftstrecke des Kondensators im Bereich der Anschluesse.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Kondensatoren mit niedriger Eigeninduktivität, die vorwiegend als Impulskondensator oder als Bedämpfungskondensator in der Leistungselektronik eingesetzt werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß Kondensatorwickel mit überstehenden Belägen, die mit einer Stirnkontaktschicht versehen sind, niedrige Eigeninduktivitäten aufweisen. Die Eigeninduktivität dieser Wickel hängt im wesentlichen von der Wickelbreite ab. Die Eigeninduktivität des gesamten Kondensators wird jedoch im wesentlichen von der Gestaltung der Anschlüsse und der Zuleitungen zu den Anschlüssen bestimmt. Insbesondere bei Becherkondensatoren, bei denen beide Anschlüsse auf einer Seite herausgeführt werden, ergeben sich relativ große Eigeninduktivitäten. Bei Becherkondensatoren mit Drähten als Verbindungselemente, der allgemein üblichen Bauform, ergeben sich 70 bis 80% der Gesamtinduktivität aus der Leitungsführung, wobei der überwiegende Anteil durch in großem Abstand verlaufenden parallelen Runddrähten gebildet wird. Insbesondere die zur Bildung der erforderlichen Kriech- und Luftstrecken bei Kondensatoren für hohe Spannungen verwendeten hohen, in großem Abstand angeordneten Isolatoren, ergeben auf Grund dieser geometrischen Gestaltung sehr hohe Eigeninduktivitäten.

In der EP-PS 0155219 ist eine Lösung angegeben, die Eigeninduktivität zu verringern, bei der als Rückführung von der unteren Wickelstirnfläche ein Flachleiter verwendet wird und der Wie!.al nach Einbringen des Leiters flachgepreßt wird. Die in dieser Patentschrift angegebene Lösung reduziert nur den Anteil an der Gesamtinduktivität, der durch die Rückleitung in die Ebene der oberen Wickelstirnseite entsteht. Konkrete Angaben zur Gestaltung der Anschlüsse und der Zuleitung zu den Anschlüssen sind nicht beschrieben.

In dor DE-OS 3436425 sind die Anschlußelemente als radialsymmetrische Kappen ausgeführt, die auf Grund des geringen Abstandes und der großen Fläche geringe Eigeninduktivitäten ergeben. Nachteilig tni dieser technischen Lösung ist, daß die Kappen schwierig auf den Wickelstirnseiten zu befestigen sind. Des weiteren ist nachteilig, daß die Verbindung von den radialsymmetrischen Kappen zu den äußeren Anschlußelementen über zwei Leiter mit großem Abstand voneinander erfolgt, so daß dieser Teil des Verbindungswegs einen hohen Anteil an Eigeninduktivität bringt.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, eine Ausgestaltung für einen ..ondensator mit niedriger Eigeninduktivität und ausreichend dimensionierten Krisch- und Luftstrecken anzugeben, die sich mit einfachen Mitteln realisieren läßt und erhebliche Vorteile bringt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung für induktivitätsarme Kondensatoren anzugeben, die technisch leicht zu realisieren ist und auch bei hohen Spannungen ausreichend dimensionierte Kriech- und Luftstrecken ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Verbindungselemente zwischen dem Wickel und den äußeren

Anschlüssen streifen- oder bandförmige Leiter verwendet werden, die in Höhe der oberen Kontaktschicht beidseitig auf einem überstehenden Isolationsträger aufgebracht sind und so als Bandleiter zu den äußeren Anschlüssen führen, wobei als Anschlüsse an die bandförmigen Leiter rechtwinklig angesetzte mit Gewinde versehene Schaltstücke dienen.

Ausführungsbeispiel

In zwei Ausführungsboispielen soll die erfindungsgem-i lösung anhand einer Zeichnung erläutert werden. Die dazu gehörenden Figuren stellen dabei dar:

Figur 1: Induktivitätsarmer Kondensator mit Trockendielektrik'im, vergossen in Kunststoffgehäuse, Seitenansicht im Schnitt.

Figur 2: Gleicher Kondensator, Darstellung um 90° gedreht.

Figur 3: Induktivitätsarmer Kondensator, mit flüssigem Tränkmittel gefüllt, Seitenansicht im Schnitt.

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen in einem Gohäuse 1 eingebauten Rundwickel 2, der mit Stirnkontaktflächen 3 versehen ist und auf ein stabiles Kernrohr 4 gewickelt ist. Von der unteren Stirnkontaktschicht führt ein bandförmiger Leiter 5 zu einem an diesem Leiter rechtwinklig angesetzten Anschlußstück 6.

Von der oberen Stirnkontaktfläche führt ebenfalls ein bandförmiger Leiter 7 zum zweiten angesetzten Anschlußstück 8. Beide bandförmige Leiter sind auf einem dünnen aus hochwertigen isolierstoff bestehenden Träger 9 aufgebracht, der über die Leiter hinausragt und somit die für die Isolation erforderlichen Kriechstrecken ergibt. Der Träger kann beispielsweise aus kupferkaschiertem mit Epoxidharz getränktem Gewebe oder aus kupferkaschiertem Polyoster, wie es zur Leiterplattenherstellung verwendet wird, bestehen. Je nach Strombelastbarkeit des Kondensators kann die entsprechend geätzte Leiterbahn durch die bandförmigen Leiter verstärkt werden. Bei geringer Strombelastung reicht die Kupferkaschierung allein aus. Es müssen dann nur noch die Anschlußstücke 8, die als Anschlußelemente Zylinderkopfschrauben 10 aufweisen, angebracht werden. Der auf diese Weise aufgebaute Kondensator zeichnet sich durch sehr niedrige Eigeninduktivität aus. Insbesondere die Anschlußgestaltung von der oberen Wickelstimscite bis zu den äußeren Anschlüssen trägt nur geringfügig zur Gesamtinduktivität bei. Durch die Abmessung des Trägers 9 können beliebige Kriech- und Luftstrecken auch für hohe Spannungen realisiert werden, ohne daß die Eigeninduktivität beeinflußt wird. Bei entsprechender Gestaltung der Anschlüsse kann erreicht werden, daß der induktive Anteil der Zuleitungen zum Wickel auf 1 bis 2 nH gesenkt werden kann, d. h. also praktisch vernachlässigbar wird.

Die Figur 3 zeigt das erfindungsgsmäße Anschluß^rinzip bei einem mit Flüssigkeit getränkten Kondensator. Der Wickel 2 ist mittels Isolierkappen 11 vom in diesem Falle aus Metall bestehenden Gehäuse 1 isoliert. Zum Zwecke der Imprägnierung wird der Kondensator zunächst mit einem Metalldeckel 12 mittels Falzverschluß abgedichtet. Der bereits beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebene beidseitig auf einen Träger aufgebrachte bandförmige Leiter wird durch eine isolierende Dichtung 13 durch den Metalldeckel 12 geführt. In diesem Zustand kann der Kondensator durch eine Imprägnierdüse 14 getrocknet und imprägniert werden. Anschließend wird die Imprägnierdüse 14 dichtgeiötet und der Kondensator gewaschen. Als nächster Arbeitsschritt werden die abgewinkelten Anschlußstücke 6; 8 angebracht und mittels eines Vergußharzes wird das über de.i Metalldeckel 12 ragende Anschlußelement eingestellt, so daß die erforderliche Isolation zum Gehäuse 1 mit der Kriechstrecke 15 hergestellt wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist noch dargestellt, daß bei dieser Anschlußart eine Übe· uruck-Abreißsicherung realisiert werden kann. Zu diesem Zweck wird in den bandförmigen Leiter 5 eine Solibruchstelle 16 z. B. in Form einer Kerbe oder eines gestanzten Loches angebracht. Im Becher befindet sich eine gestauchte Sicke 17, die sich bei Überdruck öffnet und so eine Gehäuseverlängerung und das Abreißen des Leiters 5 bewirkt. Der Leiter 7 wird in diesem Falle in einer Schlaufe verlegt, um die Wirkung der Abreißsicherung nicht zu behindern.

Claims

1. Elektrischer Wickelkondensator mit niedriger Eigeninduktivität bestehend aus einem oder mehreren mit Stirnkontaktierschichten versehenen Wickeln, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlüsse von den Kontaktflächen der Wickel zu den äußeren Anschlußelementen bandförmige Leiter verwendet werden, die in Höhe der oberen Kontaktschicht auf einen dünnen Träger aus Isolierstoff aufgebracht sind und so parallel mit geringer Induktivität zu den äußeren Anschlüssen führen.

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als äußere Anschlußelemente rechtwinklig abgewinkelte Anschlußstücke dienen.

3. Kondensator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierte Träger allseits über die bandförmigen Leiter übersteht und im Bereich der äußeren Anschlüsse die erforderliche Kriech- und Luftstrscke bildet.

4. Kondensator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit den bandförmigen Leitern isoliert durch einen Metalldeckel geführt wird.

5. Kondensator nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abdichten des Kondensators durch einen Formverguß die Isolation der Anschlüsse zum Gehäuse hergestellt ist.

6. Kondensator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der bandförmigen Leiter

Sollbruchstelle aufweist.