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Title:
POWER CAPACITOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/053509
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a power capacitor for use in capacitor banks, which is built into a housing (1) and interconnected by means of ribbon cables. The capacitor and ribbon cable are interconnected using plug-in functional elements (5) which are mounted on the housing and into which contact blades arranged on the ribbon cables are inserted.

Inventors:
Vetter, Harald (Wichernweg 5 Heidenheim, D-89520, DE)
Berg, Ludwig (Albstadter Weg 24 Heidenheim, D-89522, DE)
Application Number:
PCT/DE1999/001017
Publication Date:
October 21, 1999
Filing Date:
April 01, 1999
Export Citation:
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Assignee:
EPCOS AG (St.-Martin-Strasse 53 München, D-81541, DE)
Vetter, Harald (Wichernweg 5 Heidenheim, D-89520, DE)
Berg, Ludwig (Albstadter Weg 24 Heidenheim, D-89522, DE)
International Classes:
H01G4/228; H01G2/04; H01G4/38; (IPC1-7): H01G4/228; H01G2/04
Foreign References:
EP0450122A1
Attorney, Agent or Firm:
Epping, Wilhelm (Epping Hermann & Peter GbR Postfach 12 10 26 München, D-80034, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Leistungskondensator, der zum Einsatz in Kondensatorbatte rien vorgesehen ist, bei denen eine niederinduktive Verschal tung mittels Flachbandleitungen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschaltung zwischen Kondensator und Bandleitung (2) mittels Steckelementen erfolgt.
2. Leistungskondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Steckelemente pro Kondensator >2 ist.
3. Leistungskondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Steckelemente pro Kondensator 4 bis 6 be trägt.
4. Leistungskondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckelemente als Messerkontakt ausgebildet sind.
5. Leistungskondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerkontakt aus einem aus der Bandleitung (2) abge bogenem Blechstreifen (6) besteht, der in ein am Kondensator gehäuse (1) angeordnetes Gegenstück (5) eingreift.
6. Leistungskondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenstück (5) aus mehreren federnden Kontaktelemen ten (7,8) besteht.
7. Leistungskondensator nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Blechstreifen (6) und Gegenstück durch eine Rast und/oder Schnappfunktion (9,10) miteinander verbunden sind.
Description:
Beschreibung Leistungskondensator Die Erfindung betrifft einen Leistungskondensator, der zum Einsatz in Kondensatorbatterien vorgesehen ist, bei denen ei- ne niederinduktive Verschaltung mittels Flachbandleitungen erfolgt.

Ein derartiger Kondensator ist aus der EP 0 450 122 B1 be- kannt.

Die Entwicklung von Leistungselektronik-Kondensatoren richtet sich stark an der Systementwicklung der Umrichter und den zur Verfügung stehenden Halbleiterventilen aus. Inzwischen werden IGBT (insulated gate bipolar transistor)-Halbleiter nicht nur im 100 kW-Bereich eingesetzt, sondern es existieren Konzepte zur Darstellung von Hochleistungsumrichtern für die Traktion und Industrie im Bereich bis zu 6 MW. Die Entwicklung konzen- triert sich dabei auf Modularität und Standardisierung der Baugruppen. Aus dieser Strategie leitet sich auch die Forde- rung nach entsprechend optimierten Bauelementen ab.

Die vorhandenen Zwischenkreiskondensatoren haben zwar durch Baugrößenreduzierung und Absenkung der Streuinduktivität be- achtliche Erfolge erzielt, die aktuellen Marktforderungen können aber zur Zeit nur suboptimal erfüllt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Leistungs- kondensator der eingangs genannten Art mit optimal an den Einsatz in IGBT-Invertern angepaßten Eigenschaften bei gleichzeitiger Kostenreduzierung anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verschaltung zwischen Kondensator und Bandleitung mittels Steckelementen erfolgt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen an- geführt.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In der dazugehörenden Zeichnung zeigen : Figur 1 ein Kondensatorgehäuse mit steckbarem Funkti- onselement, Figur 2 eine Draufsicht auf das Gehäuse mit steckbar ausgebildeten Bandleitungen, Figuren 3 und 4 Schnittbilder gemäß den in Figur 2 angegebe- nen Schnittlinien und Figur 5 eine vergrößerte Darstellung des steckbaren Funktionselements in Figur 1.

In Figur 1 ist ein Gehäuse 1 dargestellt, in das der Konden- sator eingebaut ist. Am Gehäuse sind steckbare Funktionsele- mente 5 angeordnet, die in der Figur 5 näher erläutert sind.

Das Gehäuse 1 wird später auf einen in der Figur nicht darge- stellten IGBT-Inverterbaustein montiert.

In der Figur 2 ist die Draufsicht auf eine Bandleitung 2 dar- gestellt, die sich oberhalb des in der Figur strichpunktiert gezeichneten Kondensatorgehäuses 1 befindet.

Wie aus den Figuren 3 bzw. 4 hervorgeht, ist die Bandleitung 2 steckbar ausgebildet, wozu das Blechmaterial der Bandlei- tung 2 in geeigneter Weise ausgestanzt und gebogen (Messer- kontakt) wird. Dieser Biegevorgang kann kostengünstig bei der Herstellung der Bandleitung 2 erfolgen, wobei ein zusätzli- ches Bauteil nicht erforderlich ist. Der Kontakt wird über

den gebogenen Blechstreifen 6 bzw. über einen zusätzlich mon- tierten Blechwinkel, in Verbindung mit dem in der Figur 5 dargestellten Gegenstück 7 der steckbaren Funktionseinheit 5 herstellt.

Das Gegenstück ist aus mehreren, federnden Kontaktelementen hergestellt, um den Ubergangswiderstand zu minimieren. Das Kondensatorgehäuse 3 kann zusätzlich mit einem oder mehreren Konstruktionselementen mit Rast-oder Schnappfunktion 9,10 ausgestattet werden und beispielsweise mit einer Hilfsvor- richtung vibrationsfrei auf die Bandleitung 2 montiert wer- den.

Aus der Figur 5 ist weiterhin ersichtlich, daß das steckbare Funktionselement 5 mit einer Anzahl von federnd ausgebildeten Kontaktpunkten 8 ausgeführt sein kann.

Im Gegensatz zu den in den Figuren dargestellten Ausführungs- beispielen können die Steckelemente auch derart ausgebildet werden, daß das Gegenstück 7 mit den federnden Kontaktelemen- ten 8 nach Figur 5 funktional vergleichbar auf die Bandlei- tung 2 montiert ist und der Blechstreifen (Messerkontakt 6) in geeigneter Weise am Kondensatorgehäuse 1 angeordnet wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung mittels Steckelemen- ten lassen sich die Anforderungen an einen IGBT-Zwischen- kreis-oder Entkopplungskondensator erfüllen, bei dem ver- gleichsweise hohe Ströme (10-500 A) niedere parasitäre In- <BR> <BR> <BR> duktivitäten LKOND (im Bereich < 80 nH) und erhebliche Impuls- ströme Is (im Bereich 0,1-500 kA) beherrscht werden.

Durch die Verschaltung mehrerer Kondensatoren mittels der Bandleitung 2 wird die Forderung nach einer Kreisinduktivität Lkreis < 100 nH durch kurze Leitungslängen möglich, wobei gleichzeitig die Anzahl der parallel geschalteten Kondensato- ren nkond optimiert werden kann, um den bekannten Effekt

Lkreis- (1/nkond) + Lsystem Wirkungsvoll zur Reduzierung der Kreisinduktivität Lkreis auszunutzen.

Ein weiterer Vorteil bei der erfindungsgemäßen Verschaltung durch Steckelemente liegt darin, daß keine nennenswerten Mon- tagekosten entstehen, so daß bei Berücksichtigung der Monta- gekosten problemlos die Anzahl der verwendeten Bauelemente den Forderungen nach niederer Kreisinduktivität Lkreis ange- paßt werden und auf die häufig verwendeten Entkopplungskon- densatoren mit der aufwendigen Verschaltung in der Regel ver- zichtet werden kann.

Die Anzahl der Steckelemente wird nach dem Gesichtspunkt der Stromtragfähigkeit (Betriebsstrom z. B. 200 Aeff/Kondensator) und der zulässigen parasitären Induktivität Lakond festgelegt, wobei die Anzahl zwei nicht unterschritten wird. Vorzugsweise werden vier bis sechs steckbare Funktionselemente 5 am Kon- densatorgehäuse 1 angeordnet.