PT1815486E - Sistema de conexão entre baterias de condensadores - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

SISTEMA DE CONEXÃO ENTRE BATERIAS DE CONDENSADORES A presente invenção diz respeito a um sistema de conexão entre baterias ou bancos de condensadores associados a um circuito por exemplo do tipo oscilatório.

Estas baterias são compostas por vários condensadores religados através de um barramento formado por duas barras ou placas finas condutoras, de polaridades diferentes, sobrepostas e separadas por uma camada isolante, de acordo com a tecnologia das barras de barramento.

Tais baterias podem evidentemente ser integradas em caixas de blocos cuja função é aumentada, nomeadamente no caso dos blocos oscilatórios do exemplo citado acima. A conexão entre várias baterias de condensadores pode, contudo, ser encarada como a realização de um circuito através da adição de porções de circuitos, a qual pode dar origem a uma configuração globalmente inductiva, nomeadamente fruto do tipo e do nivel das ligações. A realização da conexão entre os blocos contendo tais baterias, por estas conduzirem de acordo com uma alternância de porções capacitivas e de porções inductivas, resulta de facto na construção de um circuito do tipo oscilatório, percorrido pelas correntes harmónicas parasitas, que são susceptíveis de afectar os condensadores e reduzir o seu tempo de vida. 2 A EP0450122 apresenta uma bateria de condensadores interligados de baixa inductância, na qual as ligações são realizadas sob a forma de um condutor isolado com a forma de uma banda. 0 objectivo de um sistema de conexão aplicado a estas montagens deve, portanto, ser principalmente, reduzir as correntes referidas e as suas oscilações eventuais, no interior dos condensadores.

Certos tipos de conexão entre bancos capacitivos, utilizadas até ao momento, consistem em barras metálicas, cujo isolamento é obtido apenas pela manutenção de uma distância entre as barras, sem que haja por conseguinte qualquer outro isolante para além da massa de ar que se encontra entre elas.

Estas barras metálicas são assim fixadas por exemplo por arrebitamento às zonas previstas para esse efeito, dentro dos condutores a conectar.

Esta tecnologia é por isso fortemente indutiva, e ela gera portanto oscilações que são prejudiciais à durabilidade dos condensadores.

Para além dos problemas de natureza puramente eléctrica mencionados, os aspectos mecânicos são igualmente importantes para a realização deste tipo de conexão.

Por isso, tendo em conta a importância das correntes que percorrem as barras condutoras, é importante que as pressões de contacto dos condutores da mesma polaridade sejam suficientes e sejam distribuídos correctamente. 3

Isto exige evidentemente os meios de distribuição adequados.

Estes devem ser concebidos para facilitar as operações de construção, por um lado, e de manutenção do sistema, por outro.

Para satisfazer estes objectivos, é preferível que estes meios de distribuição sejam previstos de tal forma que sejam facilmente colocados / removidos, num tempo reduzido e sem ser necessário recorrer a peças de dispersão demasiado fácil.

Nos dispositivos de conexão do estado da arte, que utilizam a tecnologia de barras de barramento laminadas, esta questão tornou-se mais premente, o que quer dizer que para o agrupamento de dois condutores do tipo de barras de polaridades diferentes, separadas por uma camada isolante, a conexão às peças de conexão é efectuada, até à presente invenção, através de meios do tipo parafuso/porca, na qual o desaparafusamento não é possível.

Esta implica a desmontagem completa do parafuso, processo que não é rápido e incorre num risco de perda de um dos elementos. 0 objectivo do sistema de conexão da invenção responde a diferentes inconvenientes mencionados anteriormente, através da proposta de uma solução técnica por sua vez mais satisfatória do ponto de vista eléctrico, o que principalmente quer dizer que é levemente indutiva, possibilitando uma facilitação do processo de 4 aparafusamento e desaparafusamento, tanto quanto possível facilitando o trabalho dos operadores.

Esta solução é adicionalmente realizável a custos reduzidos, o que a torna muito interessante economicamente. A título principal, o sistema de conexão de acordo com a presente invenção, permite a conexão das baterias ou bancos de condensadores conectados às barras de barramento laminadas e é caracterizada por: cada dispositivo de barramento (5) apresenta pelo menos uma protuberância (6), prevista para cooperar com um sistema de conexão (C) , entre duas protuberâncias provenientes de duas baterias ou bancos de condensadores 4) adjacentes; o sistema de conexão comporta dois ganchos condutores, cada qual previsto a ser colocado em contacto com as barras da mesma polaridade das duas protuberâncias em causa, cujos ganchos estão dispostos de um lado e de outro de uma camada isolante; uma das protuberâncias (6) ou de cada zona de cooperação do sistema de conexão (C) com uma protuberância (6) comporta uma pinça em forma de corrediça que permite o posicionamento do outro por conexão perpendicular ao eixo da conexão; os meios de distribuição / não distribuição (12, 13, 14) permitem a fixação do sistema de conexão a cada 5 protuberância, sendo que os meios referidos permanecem numa única montagem de distribuição.

Esta nova solução oferece as vantagens da tecnologia de barras de barramento laminadas, o que quer dizer que se trata essencialmente de uma conexão de inductância reduzida, e a qual permite a conexão e a desconexão dos blocos uns dos outros, de forma muito rápida, devido à existência das corrediças que permitem a inserção / remoção do sistema de acordo com a presente invenção após uma desmontagem simples, mantendo os meios de distribuição numa montagem única. A presente invenção, como se poderá verificar em seguida, utiliza apenas peças elementares com custos reduzidos de produção, tornando a montagem do sistema pouco onerosa de fabricar.

De acordo com uma primeira configuração, cada protuberância inclui uma pinça obtida pelo afastamento, das barras do dispositivo de barramento, mantendo-as paralelas, até à extremidade da protuberância, sendo a corrediça lateral assim constituída dimensionada para receber uma zona de alojamento de um bloco isolante de natureza paralelipipédica, cuja outra zona de alojamento é inserida na protuberância homóloga, tendo como referência o referido bloco que está religado através de meios de aperto / desaperto aos dois ganchos do sistema de conexão apoiadas entre as duas superfícies externas das pinças, e em que os referidos meios de aperto / desaperto estão localizados entre as pinças. 6

Nesta variante, os meios de aperto / desaperto formam parte do sistema de conexão, pelo que o isolante dos dois ganchos e o bloco intermediário devem constituir uma estrutura em sanduíche, que participa na conexão e é concebida para assegurar uma boa pressão de contacto.

De acordo com esta hipótese, os meios de aperto / desaperto, consistem, de preferência, em pelo menos um parafuso transversal, que atravessa os ganchos e o bloco isolante, um invólucro isolante que está interposto entre as partes referidas anteriormente e pelo menos um gancho do sistema de conexão, bem como as barras das protuberâncias das quais ela depende.

Os parafusos de aperto / desaperto não são, por isso, susceptíveis de provocar curtos circuitos. 0 aperto pode, por exemplo, ser efectuado por meio de um rebite, o qual é aplicado na superfície exterior da outra barra, ou através da fixação de um filete desta última.

Este tipo de fixação, combinada com o posicionamento relativo e com a forma das peças do sistema de conexão, permitem a fácil montagem e desmontagem garantindo a performance dos contactos eléctricos.

Estas características são ainda adicionalmente melhoradas pelo facto de, preferencialmente, os dois ganchos serem entalhados ou denteados na sua superfície em contacto com as barras das protuberâncias.

De forma a que a parte central seja o mais limitada possível, é por outro lado vantajoso que os meios de 7 aperto / desaperto consistam em dois parafusos, cada qual disposto ao longo de um eixo perpendicular em direção à conexão.

Numa configuração alternativa adicional, a conexão das protuberâncias ou da zona de cooperação dos orgãos de conexão com a protuberância que não inclui uma pinça, apresenta um corte transversal, executado perpendicularmente ao eixo da conexão, ao longo do qual se podem ligar os meios de aperto / desaperto associados a cada pinça.

Os meios de aperto consistem assim também num parafuso e um arrebite, em que o parafuso atravessa um dos condutores da pinça através de um orifício equipado com um invólucro isolante, e o arrebite está disposto coaxialmente e soldado ao outro condutor, sendo que o invólucro isolante apresenta uma porção que se estende sobre a pinça com um comprimento superior ao espaçamento do condutor em relação ao contacto deste com a pinça com o invólucro atravessado, sendo que esta porção se insere por isso no corte transversal. 0 elemento que atravessa os braços da pinça do sistema de conexão de acordo com a presente invenção é por isso constituído desde a cana do parafuso, enroscado pelo menos parcialmente, no alojamento interno da referida pinça, através do invólucro de isolamento. 0 corte transversal permite não apenas a passagem do parafuso e do seu invólucro, mas igualmente uma montagem / desmontagem fácil, através da remoção guiada através do corte de um dos braços de cada pinça, através de uma 8 acção sobre a cabeça do parafuso, por consequência num ponto único, suficiente para permitir o aperto / desaperto. Uma rotação de algumas voltas é por norma suficiente, o que torna a montagem / desmontagem muito fácil e muito rápida. A montagem do aperto / desaperto permanece montada, o que torna impossível a perda de peças, como é evidente no caso da primeira configuração. 0 invólucro de isolamento tem uma porção de diâmetro superior ao orifício que atravessa o condutor da pinça, no qual se apoia a cabeça do parafuso, e que permite distribuir a pressão do aperto numa superfície mais importante. É adicionalmente preferível que o corte transversal seja previsto com um comprimento tal que permita que, quando o invólucro é finalmente arrebitado, na sua extremidade fêmea, o sistema de conexão fique centrado, axialmente, sobre a protuberância de cada dispositivo de barramento.

Este corte preenche por isso adicionalmente uma função de posicionamento, ao permitir a centralização imediata da pasta de conexão no eixo das protuberâncias externas dos dispositivos de barramento, ficando a religar os blocos capacitivos. A largura deste corte é finalmente prevista de forma a permitir o direccionamento do movimento do sistema de conexão/protuberância, no qual se prevê que seja reduzidamente superior ao diâmetro da porção do invólucro de isolamento que o está a ocupar. 9 0 direccionamento obtido facilita a tarefa do operador, particularmente aquando da montagem, reduzindo o seu tempo de intervenção.

Na presente invenção, a pinça pode-se encontrar sobre a protuberância, e o corte situa-se por isso na extremidade do sistema de conexão. 0 inverso é igualmente possivel.

De preferência, de acordo com uma configuração possivel, o sistema de conexão comporta um primeiro gancho rectilineo plano e um segundo gancho, cujas extremidades são paralelas e decaladas em relação à porção central junto ao primeiro gancho, delimitando assim dois alojamentos que formam pinças de extremidades de forma paralelipipédica.

Estas permitem a colocação das protuberâncias dos dispositivos de barramento provenientes das baterias de condensadores adjacentes a religar, de tal forma que as superfícies externas das referidas protuberâncias e as superfícies internas das barras ficam praticamente em contacto antes do aperto.

Os meios de aperto citados previamente, ligam os dois braços das pinças nas extremidades.

Todos os elementos que participam na composição destas duas configurações são fáceis de fabricar, a partir de materiais comuns, e definitivamente capazes de ser produzidos a custo reduzido. A configuração geométrica do sistema de conexão diz respeito à distância reduzida que separa os condutores de 10 polaridades " + " e e permite cumprir o objectivo de reduzida inductividade desta porção do circuito. A tecnologia de barras laminadas do dispositivo de barramento, que caracteriza o resto do circuito, é contudo generalizada na concepção dos referidos orgãos da presente invenção. A presente invenção será em seguida descrita em maior detalhe, tomando como exemplo as duas configurações aplicadas a baixo e em referência às figuras anexas, para as quais: a figura 1 é uma vista em perspectiva de um módulo oscilatório montado num banco de condensadores electrolíticos; a figura 2 é uma vista de topo; a figura 3 mostra um sistema de conexão de acordo com uma das duas versões da presente invenção; a figura 4 representa, em vista de topo, a conexão de vários módulos acessórios a sistemas de conexão de acordo com o da figura 3; e a figura 5 representa uma vista em perspectiva desmontada de uma outra configuração possível da presente invenção.

Em referência à figura 1, os módulos IGBT (1) e (2) formam com outros elementos para a realização de um oscilador, uma camada média disposta entre um radiador (3) permitindo a dissipação do calor e um bloco de capacitação superior composto de condensadores electrolíticos (4) soldados ou montados numa placa de forma plana, formando um dispositivo de barramento (5). 11

Este último é, por conseguinte, composto por duas barras planas condutoras de espessura reduzida, religadas às duas polaridades diferentes dos condensadores e separadas por uma camada isolante.

Este barramento bipolar está munido, de todos os seus quatro lados, de protuberâncias (6) que aumentam o volume do bloco capacitante e permitem a conexão do módulo oscilatório a outros módulos idênticos. A figura 2 ilustra de maneira mais clara a forma das protuberâncias (6) atravessadas em todos os lados, que são munidas de um corte na corrediça lateral (8) permitindo o posicionamento dos sistemas de conexão entre módulos (ver figura 3), e cooperando particularmente com os meios de aperto dos referidos sistemas.

No exemplo do módulo oscilatório mostrado nas figuras 1 e 2, a bateria de condensadores contém doze condensadores (4) que podem por isso ser religados pelo menos de um dos lados, através de dois sistemas de conexão de acordo com a presente invenção, a pelo menos uma outra bateria incluindo igualmente doze condensadores (4) electroliticos. 0 sistema de conexão (C) é apresentado mais precisamente na figura 3. Este é composto, na configuração particular ilustrada nesta figura, de dois ganchos condutores (9) e (10), dos quais um é plano e rectilineo (o gancho 9) ao passo que o outro (o gancho 10) contém um nicho mediano, o qual permite o deslocamento das suas extremidades, de forma a que o sistema de conexão (C) de acordo com a presente invenção apresente no final duas pinças opostas 12 entre os braços sob as quais se abre um espaço de alojamento (11, 11') para as protuberâncias (6) provenientes do dispositivo de barramento (5).

Uma camada isolante (7) separa os ganchos condutores (9, 10) na sua parte média.

Os espaços de alojamento (11, 11') são atravessados pelos meios de aparafusagem constituídos por um parafuso (12), por um arrebite (13) e por um invólucro isolante (14).

Cada arrebite (13) está soldado ao gancho condutor (10), e o aperto do parafuso (12) resulta por consequência na aproximação e junção dos dois braços de cada pinça. A cabeça do parafuso (12) é apoiada sobre um gancho (9) através de uma porção aumentada do invólucro isolante (14), cuja função, para além de permitir este apoio e o direccionamento do parafuso, consiste principalmente em impedir o curto-circuito entre as duas barras do dispositivo de barramento (5) por um lado, e dos dois ganchos condutores (9, 10) do sistema de conexão (C) de acordo com a presente invenção por outro.

Este sistema de conexão (C) permite manter um nível reduzido de inductância mesmo que sejam ligados entre si vários blocos capacitantes. A utilização, nestes conectores de uma tecnologia que retém os princípios essenciais daquela que é empregue nas barras / dispositivo de barramento no interior dos blocos capacitantes permite esta conexão de baixa inductância. 13 A parte de diâmetro superior dos canhões de direccionamento (14) permite adicionalmente a distribuição da pressão do contacto entre o gancho condutor (9) e a barra de protuberâncias (6) que está disposta à sua frente e em contacto com ele.

Para o gancho condutor (10), é conseguida uma melhor distribuição da pressão graças à existência do arrebite (13), o qual lhe está soldado.

As pinças das extremidades e os meios de aparafusamento têm por isso uma acção combinada que permite um contacto de superfície de boa qualidade com as protuberâncias (6), para as duas polaridades.

Mecanicamente, a conexão / desconexão é feita unicamente pela acção sobre a cabeça do parafuso (12), limitada a um apertar / desapertar muito rápido e fácil de efectuar. O parafuso, que nunca é totalmente desmontado do arrebite, é imperdível, o que constitui uma vantagem suplementar da presente invenção. A figura 4 apresenta um exemplo de uma conexão entre si de vários (três) blocos oscilatórios, com ajuda dos sistemas de conexão (C) da presente invenção fixados a cada bloco com a ajuda de dois parafusos (12). É tida em conta a existência de protuberâncias (6) sobre os quatro lados dos blocos, e as numerosas configurações de montagem possíveis. 14 0 volume cúbico dos blocos oscilatórios, que apresentam uma simetria dupla em relação a dois planos perpendiculares, aumenta ainda o número de possibilidades de configurações no plano. A figura 5 apresenta uma outra possibilidade de configuração, de acordo com aquela em que as pinças estão dispostas nas extremidades das protuberâncias (6') provenientes dos módulos por exemplo do tipo daqueles apresentados na figura 1.

Neste caso, as barras condutoras (19, 20) do barramento são respectivamente em escada ou planares, constituem uma corrediça de extremidade na qual pode ser conectada uma camada isolante (Τ').

Os ganchos condutores (9', 10') do sistema de conexão (C') participam igualmente na conexão, desde que os meios de aparafusamento estejam na posição relaxada, o que quer dizer desaparafusadas e que os ganchos condutores (9', 10') permaneçam em contacto com as superfícies externas, respectivamente superiores (19) e inferiores (20) das protuberâncias (6')·

Os meios de apertar / desapertar utilizam igualmente os canhões isolantes (14'), sendo idênticos aos usados na versão explicada anteriormente, e não necessitam por consequência de explicações suplementares.

Os parafusos (12') e os arrebites, estes últimos não visíveis, são utilizados nas mesmas condições. 15

De acordo com uma possibilidade, as superfícies dos ganchos condutores (9', 10') em contacto com as barras condutoras (19, 20) do dispositivo de barramento são entalhadas para assegurar uma boa conexão, preservando uma superfície de contacto correcta. A existência destas duas configurações mostra que, se for necessário, é possível a concepção de variantes muúltiplas sem que se saia do âmbito da presente invenção. LISBOA, 14 de JUNHO de 2012

Claims (12)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Sistema de conexão entre baterias ou bancos de condensadores (4) associados a um circuito, por exemplo do topo inversor, e no qual os condensadores (4) estão ligados a um dispositivo de barramento (5) constituído por duas barras finas de diferentes polaridades empilhadas e separadas por uma camada isolante, caracterizado por cada barra do dispositivo de barramento (5) conter pelo menos uma protuberância (6, 6') desenhada para cooperar com um membro de conexão (C, C') entre duas protuberâncias (6, 6'), derivadas de duas baterias ou bancos de condensadores (4) adjacentes; o membro do sistema de conexão incluir ganchos condutores (9, 10; 9', 10') desenhados para o contacto com as barras da mesma polaridade de duas protuberâncias opostas (6, 6'), sendo os referidos ganchos condutores (9, 10; 9', 10') dispostos a cada lado de uma camada de isolamento (7, 7'); uma das protuberâncias (6, 6') ou de cada zona cooperante do membro do sistema de conexão (C, C') com uma protuberância (6, 6') conter uma pinça formando uma corrediça que permite que a outra possa ser disposta perpendicularmente ao eixo da conexão por deslizamento; apertar / desapertar significa (12, 13, 14) permitir ao membro do sistema de conexão (C, C') ser fixado a cada protuberância (6, 6'), sendo que este é mantido como uma peça única mesmo após desapertado.

2. Sistema de conexão entre as baterias de condensadores (4) de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado 2 por cada protuberância (6') incluir uma pinça, obtida através do espaçamento entre as barras (19, 20) afastado da barra do dispositivo de barramento, na extremidade da protuberância (6'), enquanto estas são mantidas paralelas, a corrediça assim formada é ajustada em tamanho para receber a zona da extremidade de um bloco paralelipipédico isolante (7') no qual uma outra zona de extremidade encaixa na protuberância oposta correspondente (6'), o referido bloco (7') é ligado através de um meio de apertar / desapertar aos dois ganchos (9', 10') do membro do sistema de conexão (C') contendo as superfícies exteriores das pinças, estando o referido meio de apertar / desapertar, localizado entre as pinças.

3. Sistema de conexão entre as baterias dos condensadores (4) de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o meio de apertar / desapertar consistir em pelo menos um parafuso (12') que atravessa os ganchos condutores (9', 10') e o bloco isolante (7'), um invólucro isolante (14') ser inserido entre o referido parafuso (12') e pelo menos uma tira (9') do membro de conexão (C') bem como as barras (19) das protuberâncias (6') ·

4. Sistema de conexão entre as baterias dos condensadores (4) de acordo com a reivindicação anterior caracterizado por o apertar ser realizado usando um arrebite contido na superfície exterior da outra tira (20), ou por se apertar um fio desta última.

5. Sistema de conexão entre baterias de condensadores (4) de acordo com as reivindicações 3 e 4, caracterizado por 3 o meio de apertar / desapertar consistir em dois parafusos (12') dispostos ao longo de um eixo perpendicular à direcção da conexão.

6. Sistema de conexão entre baterias de condensadores (4) de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado por a superfície dos dois ganchos condutores (9', 10') ser apertada e colocada em contacto com as protuberâncias (6') das barras condutoras (19, 20) .

7. Sistema de conexão entre baterias de condensadores (4) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a protuberância (6) ou a zona de cooperação entre o membro do sistema de conexão (C) com a protuberância (6) que não tem uma pinça, tem um corte transversal de corrediça lateral (8) formado perpendicularmente ao eixo da conexão, no qual o meio de apertar / desapertar (12, 14), associado com cada pinça, possa deslizar.

8. Sistema de conexão entre baterias de condensadores (4) de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o meio de aperto consistir num parafuso (12) e num arrebite (13), sendo que o parafuso (12) passa através de um dos ganchos condutores (9) da pinça através de um orifício equipada com um invólucro isolante (14), e o arrebite (13) está disposto coaxialmente e fixo ao outro gancho condutor (10), tendo o invólucro isolante (14) uma porção na pinça que se estende num comprimento maior que a espessura do condensador em contacto com a pinça através dos invólucros isolantes (14), sendo a referida porção inserida no corte transversal da corrediça lateral (8) . 4

9. Sistema de conexão entre baterias de condensadores (4) , de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o invólucro isolante (14) incluir uma porção com um diâmetro maior que o orifício que passa através da pinça do condensador, no qual a cabeça do parafuso (12) está contida, e a qual permite a distribuição da pressão de aperto ao longo de uma superfície maior.

10. Sistema de conexão entre baterias de condensadores (4) de acordo de com uma das reinvindicações 8 e 9, caracterizado por o corte transversal da corrediça lateral (8) ser fornecido com um comprimento tal que, quando o invólucro isolante (14) é apertado na sua extremidade cega, o membro do sistema de conexão (C) fica fixado no eixo central da protuberância (6) de cada barra do dispositivo de barramento (5).

11. Sistema de conexão entre baterias de condensadores (4) de acordo com um das reivindicações 8 a 10, caracterizado por a largura do corte transversal da corrediça lateral (8) ser definida de forma a permitir o direccionamento do movimento do membro de conexão (C)/protuberância (6) e por ser definido como sendo ligeiramente maior que o diâmetro da porção do invólucro de isolamento (14) que o ocupa.

12. Sistema de conexão entre baterias de condensadores (4) de acordo com uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado por o membro do sistema de conexão (C) incluir um primeiro gancho plano e rectilíneo (9) e um segundo gancho (10) no qual as extremidades são paralelas e dispostas relativamente à porção central ao longo de um 5 primeiro gancho (9), definindo dois espaços de alojamento das extremidades paralelipipédicas (11, 11') tornando possível o alojamento das protuberâncias (6) das barras do dispositivo de barramento (5) expostas para além das baterias dos condensadores adjacentes (4), estando as superfícies exteriores dos ganchos (9, 10) praticamente em contacto antes do aperto. LISBOA, 14 de JUNHO de 2012