ES2472017T3 - Condensador de potencia para baja tensión provisto de elementos condensadores, elemento condensador, y procedimiento para la fabricación de dicho elemento condensador - Google Patents

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Abstract

Condensador de potencia (1) para baja tensión, que comprende una pluralidad de elementos condensadores (2) alojados dentro de una caja de protección (3) provista de bornes de conexión (4). Se caracteriza por el hecho de que comprende al menos una unidad modular (5) que incluye una placa de circuito impreso (6) sobre la que están conectados eléctricamente un conjunto de elementos condensadores (2), y siendo dicho condensador de potencia (1) susceptible de combinar una serie de unidades modulares (5) provistas cada una de igual o diferente número de elementos condensadores (2) para alcanzar cualquier potencia total requerida. Se obtiene un condensador compacto, con un montaje más sencillo y seguro, permitiendo su fabricación automatizada.

Description

Condensador de potencia para baja tensión provisto de elementos condensadores, elemento condensador, y procedimiento para la fabricación de dicho elemento condensador
[0001] La presente invención se refiere a un condensador de potencia para baja tensión provisto de elementos condensadores, en especial destinado a la compensación de energía reactiva.
Antecedentes de la invención
10 [0002] En la actualidad los condensadores prism�ticos de potencia para baja tensión se fabrican agrupando un cierto número de elementos condensadores y conect�ndolos el�ctricamente entre s� mediante cables eléctricos con manguitos de unión.
15 [0003] En la práctica este tipo de montaje resulta muy complicado y molesto debido a que se debe montar el grupo de elementos condensadores con una gran cantidad de cables colgando y con formas enredadas que dificultan aún más el montaje, y por tanto el cableado nunca queda alineado ni correctamente posicionado dentro de una caja met�lica donde se aloja el conjunto montado.
20 [0004] En consecuencia, se obtiene un condensador muy irregular con posibilidades de deterioro y dejando posibles puntos activos que pueden conllevar a fugas, cortocircuitos y malos aislamientos diel�ctricos entre la parte activa y la caja met�lica.
[0005] Asimismo, este tipo de montaje implica una mano de obra importante, además del correspondiente coste de los
25 materiales empleados. Por otra parte, al tratarse de un proceso manual pueden producirse frecuentes errores humanos con los consiguientes reprocesos y costes de producción.
[0006] La patente US 2007/0195485 A1 describe una disposición de circuito diseñada como un módulo con una cadena de condensadores conectados o condensadores de doble capa dispuestos sobre una placa de base. Los
30 condensadores est�n fijados a las placas de metal en el lado alejado de la placa de base, de modo que las placas en cada caso tienen al menos un agujero. Las placas se unen entre s� de tal manera que sus agujeros se enfrentan el uno al otro. Las placas est�n el�ctricamente conectadas y unidas mecánicamente entre s� por un perno de sujeción el�ctricamente conductor insertado a través de los agujeros.
35 Descripción de la invención
[0007] El objetivo del condensador de potencia para baja tensión de la presente invención es solventar los inconvenientes que presentan los condensadores conocidos en la técnica, proporcionando un condensador compacto, con un montaje más sencillo y seguro, permitiendo su fabricación automatizada.
40 [0008] El condensador de potencia para baja tensión de la presente invención es del tipo que comprende una pluralidad de elementos condensadores alojados dentro de una caja de protección provista de bornes de conexión, y se caracteriza por el hecho de que comprende al menos una unidad modular que incluye una placa de circuito impreso sobre la que est�n conectados el�ctricamente un conjunto de elementos condensadores, y siendo dicho condensador
45 de potencia susceptible de combinar una serie de unidades modulares provistas cada una de igual o diferente número de elementos condensadores para alcanzar cualquier potencia total requerida.
[0009] Gracias a esta distribución modular se obtiene un condensador más compacto, de menor tamaño, con menor cantidad de materiales empleados, mejor protegido el�ctricamente, y respetuoso con el medioambiente. Asimismo,
50 es posible configurar cualquier potencia debido a las múltiples combinaciones modulares de los elementos condensadores.
[0010] Otras ventajas del condensador de potencia de la invención se describen a continuación:
55 - Automatizable prácticamente en un 100%, por lo que es casi nula la intervención de mano de obra, con la consiguiente eliminación de errores humanos.
-
Mejora de las características térmicas, obteniendo una gama climática clase D, cumpliendo la normativa actual internacional IEC 60831-1/2.
-
Se requieren menos tipos de cajas, lo cual permite la estandarización.
-
Perfecta adaptación y rápido montaje del conjunto modular dentro de la caja de protección.
-
Menor tiempo de fabricación y mejora del tiempo de entrega al cliente.
-
Reducción del coste de fabricación gracias a la automatización del proceso de montaje, la optimización del uso de las cajas, y la disminución de referencias de productos semielaborados.
-
Permite una verificación final automática y un registro automatizado.
-
Cumple con la normativa actual internacional IEC 60831-1/2.
-
Posibilidad de efectuar el mantenimiento y reparación por cada elemento condensador, por cada unidad modular, o por el conjunto completo.
-
Mejora de la calidad y fiabilidad, consiguiendo un aumento de la vida media en envejecimiento acelerado gracias a un novedoso proceso de resinado de los elementos condensadores a través de su eje, como se explicar� con detalle más adelante, produciendo una desgasificaci�n hacia el exterior y eliminando las burbujas de aire, por lo que aumenta su vida útil y aspecto, y con una capa envolvente homogénea.
60 5
[0011] Ventajosamente, el condensador incluye un cableado alineado, preferentemente formado por un grupo de cables, que emerge desde un extremo hacia los respectivos bornes.
[0012] De este modo, se consigue una considerable disminución de aproximadamente el 95% del cableado con 25 respecto al utilizado en los condensadores conocidos en el estado de la técnica, y en consecuencia se obtiene una disminución de los costes de fabricación en materiales empleados.
[0013] Además, el cableado queda perfectamente ordenado durante el proceso de montaje de los elementos condensadores y de conexionado con los bornes.
[0014] También ventajosamente, las diferentes unidades modulares est�n montadas en grupos de dos, estando cada grupo unido al siguiente formando una hilera, y estando prevista la colocación de una unidad modular individual cuando la combinación de unidades modulares es impar.
35 [0015] Este tipo de configuración permite realizar diferentes combinaciones modulares de una manera rápida y eficaz, y ocupando un mínimo espacio.
[0016] Preferentemente, cada grupo de dos unidades modulares est� montado con sus respectivas placas superpuestas entre s� y con las caras de conexión sobre las que est�n conectados los elementos condensadores 40 dirigidas opuestamente hacia fuera.
[0017] Ventajosamente, ambas placas superpuestas est�n separadas por un espacio destinado al paso del cableado.
[0018] Ventajosamente, el condensador comprende medios de clipado para la fijación de ambas placas 45 superpuestas de un grupo de unidades modulares y para la fijación entre grupos de unidades modulares adyacentes. De este modo, se facilita el proceso de montaje.
[0019] Preferentemente, las placas est�n configuradas de modo que los elementos condensadores est�n distribuidos al tresbolillo. De esta manera, se optimiza el espacio entre dichos elementos y entre grupos de placas 50 unidas en hilera.
[0020] Ventajosamente, la caja de protección es prism�tica, cuya altura est� definida en función del número de grupos de unidades modulares unidos en hilera. Esto permite prever una serie de cajas estandarizadas.
55 Breve descripción de los dibujos
[0021] Con el fin de facilitar la descripción de cuanto se ha expuesto anteriormente se adjuntan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representan dos casos prácticos de realizaciones del condensador de potencia para baja tensión de la invención, y una realización del elemento condensador de la
60 invención, en los cuales:
La figura 1 es una vista en perspectiva del condensador de potencia montado; La figura 2 es una vista en perspectiva del condensador con la caja de protección abierta mostrando el cableado;
5 La figura 3 es una vista en perspectiva de un grupo compacto con dos unidades modulares de nueve elementos condensadores cada una; La figura 4 es una vista lateral del grupo modular de la figura 3, mostrando el espacio entre placas previsto para el paso
del cableado;
La figura 5 es una vista de perfil del grupo modular de la figura 3, mostrando la distribución de los elementos condensadores sobre la placa; y
La figura 6 es una vista de perfil de un grupo compacto con dos unidades modulares de seis elementos condensadores 15 cada una;
Descripci�n de realizaciones preferidas
20 [0022] Según una primera realización de la invención mostrada en las figuras 1 a 5, el condensador de potencia 1 para baja tensión de la presente invención es del tipo que comprende una pluralidad de elementos condensadores 2 alojados dentro de una caja de protección 3 provista de bornes de conexión 4.
[0023] El condensador 1 comprende al menos una unidad modular 5 que incluye una placa de circuito impreso 6 sobre 25 la que est�n conectados el�ctricamente un conjunto de elementos condensadores 2.
[0024] Además, dicho condensador 1 es susceptible de combinar una serie de unidades modulares 5 provistas cada una de igual o diferente número de elementos condensadores 2 para alcanzar cualquier potencia total requerida, tal como se explicar� más adelante.
[0025] Se obtiene as� un condensador compacto, con un montaje más sencillo y seguro, más económico, y que permite su fabricación automatizada.
[0026] En esta primera realización se muestra un condensador de potencia 1 que comprende un grupo de dos 35 unidades modulares 5 de nueve elementos condensadores 2 cada una.
[0027] Ambas unidades modulares 5 est�n montadas con sus respectivas placas 6 superpuestas entre s� y con las caras de conexión sobre las que est�n conectados los elementos condensadores 2 dirigidas opuestamente hacia fuera.
40 [0028] Ambas placas 6 superpuestas est�n separadas por un espacio 7 destinado al paso del cableado 8 de los elementos condensadores 2 (ver figuras 2 y 4).
[0029] El cableado 8 est� formado por tres cables alineados y dirigidos hacia los respectivos bornes 4. De este modo, se consigue una considerable disminución de aproximadamente el 95% del cableado respecto a los condensadores 45 conocidos.
[0030] Asimismo, el condensador 1 comprende medios de clipado 9 para la fijación de ambas placas 6 superpuestas.
50 [0031] Las placas 6 est�n configuradas de modo que los elementos condensadores 2 est�n distribuidos al tresbolillo (ver figura 5), es decir, en dos filas paralelas, de modo que los elementos colocados en cada fila se enfrentan al medio de los huecos de la fila inmediata, formando triángulos equiláteros. De esta manera, se optimiza el espacio entre dichos elementos 2 y entre grupos de placas 6 unidas en hilera.
55 [0032] En una segunda realización de la invención ilustrada en la figura 6, se muestra un condensador de potencia con las mismas características constructivas que el de la primera realización, pero con la diferencia de que comprende un grupo formado por dos unidades modulares 5’ de seis elementos condensadores 2 cada una.
[0033] Además de estas dos realizaciones descritas, es posible obtener un mayor rango de potencias añadiendo 60 grupos de dos unidades modulares 5 unidos entre s� formando una hilera, estando prevista la colocación de una unidad modular individual 5 cuando la combinación de unidades modulares 5 sea impar (no representado).
[0034] La fijación entre grupos de unidades modulares 5 adyacentes en hilera también se realiza utilizando medios de clipado. Este tipo de configuración permite realizar diferentes combinaciones modulares de una manera rápida y eficaz, y ocupando un mínimo espacio.
[0035] La Tabla 1 muestra las múltiples combinaciones modulares que se pueden efectuar para obtener cualquier gama de potencias, combinando en este caso unidades modulares 5 con seis o nueve elementos condensadores 2 respectivamente.
Tabla 1
N�mero de unidades modulares
Combinación Total elementos condensadores
1
6 6
1
9 9
2
6+6 12
2
9+6 15
2
9+9 18
3
6+6+6 18
3
9+6+6 21
3
9+9+6 24
3
9+9+9 27
4
6+6+6+6 24
4
9+6+6+6 27
4
9+9+6+6 30
4
9+9+9+6 33
4
9+9+9+9 36
5
6+6+6+6+6 30
5
9+6+6+6+6 33
6
6+6+6+6+6+6 36
[0036] Para obtener una mayor precisión de potencias se puede disminuir el número de elementos condensadores 2
15 montados en una unidad modular 5, por ejemplo, conectando solo tres elementos condensadores 2 en una placa 6 prevista para un máximo de seis elementos 2.
[0037] La caja de protección 3 es prism�tica, cuya altura est� definida en función del número de grupos de unidades modulares 5 unidos en hilera. Esto permite prever una serie de cajas estandarizadas.
20 [0038] Cabe destacar que aunque se han descrito unidades modulares 5 para seis o nueve elementos condensadores 2, también es posible utilizar unidades modulares 5 con otro número de elementos 2, dependiendo de las necesidades y aplicaciones.

Claims (4)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Condensador de potencia (1) para baja tensión, que comprende varios elementos de condensador (2) recibidos en el interior de una caja de protección (3) provista de terminales de conexión (4), al menos una unidad modular (5) 5 que comprende una placa de circuito impreso (6) a la cual un conjunto de elementos de condensador (2) est� conectado el�ctricamente, y siendo el condensador de potencia (1) susceptible de combinar una serie de unidades modulares (5) provistas cada una de un mismo número o de un número diferente de elementos de condensador (2) para alcanzar una potencia total requerida cualquiera, en el cual las diferentes unidades modulares (5) est�n ensambladas en grupos de dos, estando cada grupo conectado al siguiente formando una fila, y proporcionándose
    10 el posicionamiento de una unidad modular individual (5) cuando la combinación de unidades modulares (5) es impar, caracterizado por el hecho de que cada grupo de dos unidades modulares (5) est� montado con sus placas respectivas(6), superpuestas entre s� y estando sus caras de conexión a las cuales los elementos de condensador
    (2) est�n conectadas dirigidas en la dirección opuesta del exterior.
    15 2. Condensador (1) según la reivindicación 1, que comprende un cableado alineado (8), preferentemente formado por un grupo de cables, que salen a partir de un extremo hacia los terminales respectivos (4).
  2. 3. Condensador (1) según la reivindicación 1, en el cual los dos placas superpuestas (6) est�n separadas por un espacio (7) para el paso del cableado (8).
  3. 4. Condensador (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3, que comprende medios de apriete (9) para la fijación de dos placas superpuestas (6) de un grupo de unidades modulares (5) y para fijar grupos de unidades modulares adyacentes (5).
    25 5. Condensador (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3, o 4, en el cual las placas (6) est�n configuradas de tal manera que los elementos de condensador (2) est�n repartidos de manera desplazada.
  4. 6. Condensador (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3, 4 o 5, en el cual la caja de protección (3) es
    prism�tica, estando la altura definida en función del número de grupos de unidades modulares (5) ensamblados en 30 filas.
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