本發(fā)明涉及一種金屬化膜電容器，具體涉及一種超大功率三電平變頻器用直流電容器。

背景技術(shù)：

變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置,而高壓變頻器是指輸入電源電壓在3000v以上的大功率變頻器，主要電壓等級有3000v、3300v、6000v、6600v、10000v等電壓等級的高壓大功率變頻器。

高壓變頻器按著輸出電平數(shù)，可分為二電平、三電平、五電平及多電平變頻器。

“電平”就是指電路中兩點或幾點在相同阻抗下電量的相對比值。三電平就是三種電平：高電平v/2、零電平0v、低電平-v/2。三電平的控制技術(shù)主要使用在變頻器中，三電平變頻器采用鉗位電路，解決了兩只功率器件的串聯(lián)的問題，并使相電壓輸出具有三個電平。

三電平變頻器具有比兩電平變頻器更出色的性能，在降低輸出諧波含量、提高變頻器效率、延長電機的使用壽命、提高系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性等方面均有很大的提高。三電平變頻器廣泛應(yīng)用于對于電力系統(tǒng)、煤礦、城市供水、海上平臺等對設(shè)備的可靠性、安全性要求很高的應(yīng)用場合。

三電平變頻器即三種電平：高電平v/2、零電平0v、低電平-v/2。通常電壓v/2數(shù)值在2000~4000v，v的就很高，數(shù)值為4000~8000v。

三電平變頻器變頻器功率超大，功率達通常20~40mw，最大的功率有50mw。需要儲能作用的直流電容器電流比較大，所需的容值比較小。由于變頻器是柜式結(jié)構(gòu)，直流電容器尺寸也有限制。

因此，超大功率的三電平變頻器中起儲能作用的直流電容器就需要以下特性：需要2組獨立的電容器單元，使用時串聯(lián)連接；電壓比較高，絕緣強度要滿足要求；電流大；低電感。從而，這類電容器著重需要考慮：內(nèi)部的絕緣結(jié)構(gòu)；散熱結(jié)構(gòu)。解決上述關(guān)鍵技術(shù)就成為這類電容器研發(fā)所需攻克的關(guān)鍵點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述關(guān)鍵技術(shù)，本發(fā)明提供一種超大功率三電平變頻器用直流電容器（以下簡稱“電容器”）。

本發(fā)明解決問題所采用的技術(shù)方案如下。

電容器由外殼、心子、接線端子、填充的樹脂和壓力釋放閥組成。外殼包括殼體、殼底和殼蓋，材料為不銹鋼，防止在運行時生銹而影響外表的散熱效果。心子包括元件、聯(lián)接銅箔、中間絕緣件、固定絕緣板、絕緣保護件、底部絕緣件、電氣出線銅箔、邊角保護件、包扎帶和蓋面絕緣。心子由四只小心子組成，小心子由多只元件并聯(lián)排列組成通過聯(lián)接銅箔焊接組成，兩只小心子一組，共兩組，小心子之間裝有中間絕緣件、絕緣保護件，心子的四個邊角裝都有邊角保護件，固定絕緣板放在四只小心子的上、下兩側(cè)通過包扎帶捆緊，電氣出線銅箔從上面的固定絕緣板的孔穿過，心子與殼底有底部絕緣件。接線端子安裝在電容器殼蓋上，與心子的電氣出線銅箔連接，由絕緣子、圓螺母、導(dǎo)桿和密封圈構(gòu)成。壓力釋放閥安裝在電容器殼蓋上。填充的樹脂包括心子間縫隙、元件間縫隙和心子與外殼間縫隙填充的樹脂，材料為聚氨酯。元件采用圓柱形狀，由金屬化薄膜卷繞在芯棒上、兩端噴金層，具有局部擊穿后自愈的性能。絕緣保護件材料為聚酯薄膜，耐高溫。固定絕緣板材料為環(huán)氧板，厚度4mm。邊角保護件材料為聚酯薄膜，耐高溫。中間絕緣件材料為聚氨酯，阻燃性好。

進一步的，四只心子分成兩組排列，每組兩只小心子，其小心子的元件一端噴金面朝向另外一組的元件噴金面，經(jīng)過聯(lián)接銅箔焊接、電氣出線銅箔焊接后再與接線端子焊接在一起，此噴面按同電位考慮，中間放一塊中間絕緣件，但每組的兩只小心子的另外一噴金面的電位就全電壓，需要放1塊很厚的中間絕緣件，同時兩側(cè)還需各放一只絕緣保護件，折成u形，這樣就解決了內(nèi)部絕緣問題。

進一步的，元件采用圓柱形狀，可以本身降低電容器的損耗角正切值，同時等效電阻也減小，心子中的聯(lián)接銅箔采用整塊銅箔沖壓而成，散熱面積大，同時也減小焊接因素引起的電阻，另外，心子中的電氣出線銅箔采用寬的薄銅箔，以降低連接電阻，且有利于心子更好的散熱。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供一種三電平變頻器用直流電容器，內(nèi)部散熱好、絕緣性能好、能夠承受電流能力強、低電感、低等效串聯(lián)電阻，同時具有運行安全穩(wěn)定、更可靠性、無污染的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的俯視構(gòu)造圖。

圖3為圖1的主視剖面構(gòu)造圖。

圖4為圖1的左視剖面構(gòu)造圖。

圖5為圖3的a-a部分俯視剖面構(gòu)造圖。

圖6為圖3的b主視剖面構(gòu)造圖。

圖中，1-外殼；2-心子；3-接線端子；4-填充的樹脂；5-壓力釋放閥；

11-殼體；12-殼底；13-殼蓋；20-小心子；21-元件；22-聯(lián)接銅箔；23-中間絕緣件；24-固定絕緣板；25-絕緣保護件；26-底部絕緣件；27-電氣出線銅箔；28-邊角保護件；29-包扎帶；210-端面絕緣；31-絕緣子；32-圓螺母；33-導(dǎo)桿；34-密封圈；211-芯棒；212-金屬化薄膜；213-噴金層。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

在圖1中可見，電容器主要由外殼(1)、心子(2)、接線端子(3)、填充的樹脂(4)和壓力釋放閥(5)構(gòu)成。外殼(1)由殼體(11)、殼底(12)和殼蓋(13)組成。

在圖2中可見，接線端子(3)安裝在外殼(1)的殼蓋(13)上。殼蓋(13)上上、下兩行各有4只接線端子(3)，共8只接線端子(3)。接線端子(3a)和接線端子(3b)是1組電容器的電極，接線端子(3c)和接線端子(3d)是1組電容器的電極，接線端子(3e)和接線端子(3f)是1組電容器的電極，接線端子(3g)和接線端子(3h)是1組電容器的電極。其中，接線端子(3a)和接線端子(3e)同電位，電位“+”；接線端子(3b)和接線端子(3f)同電位，電位“0”；接線端子(3c)和接線端子(3g)同電位，電位“0”；接線端子(3d)和接線端子(3h)同電位，電位“-”。

在圖3中可見，心子(2)包括元件(21)、聯(lián)接銅箔(22)、中間絕緣件(23)、固定絕緣板(24)、絕緣保護件(25)、底部絕緣件(26)、電氣出線銅箔(27)、邊角保護件(28)、包扎帶(29)和端面絕緣(210)。心子(2)由四只小心子(20)組成，小心子(20)由多只元件(21)并聯(lián)排列組成通過聯(lián)接銅箔焊接(22)組成，兩只小心子(20)一組，共兩組，小心子(20)之間裝有中間絕緣件(23)、絕緣保護件(25)，心子(2)的四個邊角裝都有邊角保護件(28)，固定絕緣板(24)放在四只小心子(20)的上、下兩側(cè)通過包扎帶(29)捆緊，電氣出線銅箔(27)從上面的固定絕緣板的孔穿過，心子(2)與殼底(12)有底部絕緣件(26)。

心子(2)與外殼主體(11)間、心子(2)與殼底(11)間和元件間均填滿填充的樹脂(4)。元件(21)之間的絕緣保護件(25)折成“u”型，還有中間絕緣件(23)，元件(21)間縫隙留有4mm左右，此部分是內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)最重要絕緣。固定絕緣板(24)放在元件(21)組的上、下兩側(cè)通過包扎帶(29)捆緊，上面的固定絕緣板(24)有孔，心子(2)電氣出線銅箔(27)可以穿過。接線端子(3)與穿過固定絕緣板(24)孔的心子(2)的電氣出線銅箔(27)連接。心子間(2)縫隙和元件間(21)縫隙填滿填充的樹脂(4)。元件(21)經(jīng)過專用設(shè)備卷制而成，由芯棒(211)、金屬化薄膜(212)卷繞、兩端噴金層（213）而成，具有局部擊穿后自愈的性能。元件(21)采用圓柱形形式，一方面有利于散熱，同時可以降低等效串聯(lián)電阻。

在圖4中可見，兩組元件(21)組之間的電極屬于同電位，中間絕緣件(23)厚度1~2mm，裝有元件(21)和中間絕緣件(23)的芯子上、下各一塊固定絕緣板(24)，通過兩根包扎帶(29)捆緊。元件(21)需要經(jīng)過壓裝、定型、熱聚合等特殊工序。

在圖5中可見，心子由四組元件(21)組構(gòu)成。元件(21)的噴金層(213)構(gòu)成電容器的電極。同電位的元件(21)電極間的中間絕緣件(23)厚度1~2mm。不同電位的元件(21)電極間的中間絕緣件(23)厚度4mm，同時有“u”型的絕緣保護件(25)。元件(21)與外殼主體(11)間的四角都裝有邊角保護件(28)，同時有四塊中間絕緣件(23)，厚度2mm。聯(lián)接銅箔(22)底部墊有端面絕緣(210)。

在圖6中可見，接線端子(3)接線端子安裝在殼蓋(13)上，由絕緣子(31)、圓螺母(32)、導(dǎo)桿(33)和密封圈(34)構(gòu)成。

聯(lián)接銅箔(22)通過模具沖壓而成，這樣減少銅箔之間的焊接，減少接觸電阻，減低等效電阻，同時減低外回路的電感。

需要指出的是，本發(fā)明采用電容器內(nèi)部澆注樹脂，同時本發(fā)明也可在外殼內(nèi)澆注植物油或其他絕緣導(dǎo)熱油，制成油浸式電容器。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。