一种新型的变频器电容制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型的变频器电容，包括外壳本体和置于外壳本体内部的芯组；芯组包括采用3×5组合形式的15个芯子，相邻的两个芯子的同侧之间由汇流焊片焊接连接，每一个芯子由金属化薄膜卷绕成扁平形状，金属化薄膜包括聚丙烯基膜和金属化层，金属化层采用铝锌金属化的方式沉积在聚丙烯基膜上；外壳本体上固定有一对螺杆电极，第一多股铜芯软引线和第二多股铜芯软引线分别与第一中心焊点和第二中心焊点焊接连接，并分别穿过对应的螺杆电极后与螺杆电极的端部焊接连接。本实用新型专利技术能够满足在高温恶劣环境下工作，同时增强电容通过电流能力，提高耐电压能力，同时具有高频率、小体积、高可靠性的特点，保证了风电机组稳定可靠运行。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的变频器电容
本技术涉及变频器
，特别是涉及一种新型的变频器电容。
技术介绍
变频器(Variable-frequencyDrive，VFD)是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。作为变频器直流滤波的电容器，主要承受的是来自电网整流后的低频纹波电流和来自逆变器部分的高频纹波电流。现有的变频器电容存在耐高温性差、耐电压可靠性差、容量大、体积大、使用寿命短的缺点，不利于风电机组的稳定可靠运行。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有变频器电容存在的耐高温性差、耐电压可靠性差、容量大、体积大、使用寿命短的技术问题，提供一种新型的变频器电容。为解决上述问题，本技术采取如下的技术方案：一种新型的变频器电容，包括外壳本体和置于所述外壳本体内部的芯组；所述芯组包括采用3×5组合形式的15个芯子，相邻的两个所述芯子的同侧之间由汇流焊片焊接连接，每一个所述芯子由金属化薄膜卷绕成扁平形状，且所述芯子的两端设有喷金层，所述金属化薄膜包括聚丙烯基膜和金属化层，所述金属化层采用铝锌金属化的方式沉积在所述聚丙烯基膜上，且所述金属化层的一侧设有留边，另一侧设有加厚边；所述外壳本体上固定有一对螺杆电极，第一多股铜芯软引线的一端与所述芯组的第一中心焊点焊接连接，所述第一多股铜芯软引线穿过其中一个螺杆电极后与对应的螺杆电极的端部焊接连接，第二多股铜芯软引线的一端与所述芯组的第二中心焊点焊接连接，所述第二多股铜芯软引线穿过另一个螺杆电极后与对应的螺杆电极的端部焊接连接。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术所提出的一种新型的变频器电容采用耐高温聚丙烯基膜，将传统聚丙烯电容器工作温度85℃提高至100℃以上，满足了电容器最高工作温度100℃的要求；在芯子布局方面，将大容量电容器分解成为15个小容量的芯子，解决了大容量电容器卷绕过程容易形成气隙，耐电压可靠性较差的问题；在结构设计方面，15个芯子利用大面积的汇流焊片连接，提高电容器电流通过能力。本技术能够满足在高温恶劣环境下工作，同时增强电容通过电流能力，提高耐电压能力，同时具有高频率、小体积、高可靠性的特点，保证了风电机组稳定可靠运行。附图说明图1为本技术一种新型的变频器电容中芯组的结构示意图；图2为本技术一种新型的变频器电容中芯子的结构示意图；图3为本技术一种新型的变频器电容中金属化薄膜的结构示意图；图4为本技术一种新型的变频器电容中外壳本体1的结构示意图；图5为图4所示外壳本体的俯视图；图6为芯组与多股铜芯软引线的连接示意图；图7为芯组与外壳本体安装后的局部剖视图。具体实施方式下面将结合附图及较佳实施例对本技术的技术方案进行详细描述。在其中一个实施例中，如图1所示，本技术提供一种新型的变频器电容，该变频器电容包括外壳本体1和置于外壳本体1内部的芯组2。具体地，芯组2包括采用3×5组合形式的15个芯子3，同时为保证电容器成品低电感、低损耗的特点，利用汇流焊片4将相邻的两个芯子3的同侧之间通过焊点15焊接连接，如图1所示。据电容器在变频器上的安装要求，优选地，外壳本体1的形状采用长方体，并且长方体的长度A为80mm，宽度B为80mm，高度C为60mm，外壳本体1的顶部采用螺杆电极引出。可选地，螺杆电极10的形状为圆柱体，圆柱体的底面直径D为8mm，高E为30mm，两个螺杆电极10之间的距离F为40mm。芯组2置于外壳本体1的内部，芯组2的外形尺寸为76mm×76mm×50mm。进一步地，汇流焊片4可以采用导电能力强的厚度为0.2mm的紫铜片制成，表面积大，有利于提高电容器载流能力，降低电容器损耗和降低电感。在汇流焊片4与每个芯子3接触的地方，因电流不大，汇流焊片4的边缘宽度G可以设计为2mm，适合采用控制精度较高的点焊焊接，可以避免烙铁温度过高烫伤芯子。对于电流较大的汇流焊片4的中部宽度H可以设计为8mm，有利于大电流通过，同时也降低了电容器电感。如图2所示，图2(b)为图2(a)所示芯子的侧视图，每一个芯子3均由金属化薄膜卷绕成扁平形状，并且芯子3的两端设有喷金层5。可选地，芯子3的长度I为48mm，高度J为25.2mm，厚度K为15.2mm。如图3所示，金属化薄膜包括聚丙烯基膜6和金属化层7，金属化层7采用铝锌金属化的方式沉积在聚丙烯基膜6上，并且金属化层7的一侧设有留边8，另一侧设有加厚边9。变频器电容的安装位置靠近IGBT等发热量较大的功率器件，因此要求变频器电容工作温度高于100℃以上，因此选择耐高温的聚丙烯薄膜作为电容介质材料。同时，采用铝锌金属化的方式对耐高温聚丙烯薄膜即聚丙烯基膜6形成电极。薄膜的金属化过程是在高度真空状态下，将金属加热熔化，形成金属蒸汽，蒸发的金属分子沉积在薄膜表面，形成致密、完整的金属导电层的过程。根据有机薄膜电容器设计规范，作为直流滤波的电容器，金属化层7的方阻应按照3.5±1Ω控制。为了提高电容器耐纹波电流能力，在金属化过程中，采用了边缘加厚技术，加厚边9的方阻按照1.5±0.5Ω控制，加厚边9宽度L为5±1mm，留边8的宽度M为2mm±1mm。薄膜分切尺寸为4.8μm×45mm×2mm。电容器介质薄膜层间气隙是影响耐电压性能的重要因素。由于气隙的存在，在较低的电压作用下就有可能发生气体游离放电，降低了电容器的耐电压性能。大容量电容器由于卷绕圈数较多、体积大，在压扁热处理定型阶段与小容量、小体积电容器芯子相比更不容易排除层间气隙，因此要消除介质膜层间气息，提高电容器耐电压性能，缩小电容器芯子体积是非常重要的。本技术没有直接卷绕大容量电容器，而是采用了将大容量电容器分解为多个小电容器芯子分别卷绕，再由多个小容量芯子组装成大电容器的方案，具有以下优点：(1)小容量电容器芯子体积小，在热处理定型阶段可以获得良好地热定性，消除介质膜层间气隙对大容量电容器耐电压性能的影响，获得高可靠的电容器芯子。在生产过程中通过严格地测试，剔除小容量电容器芯子中的不良品，有利于提高电容器成品的可靠性。(2)小容量电容器卷绕耗料较少，介质膜出现弱点的机率较低，即使出现了因弱点导致小芯子耐电压下降的现象，也可以通过芯子测试剔除，不会影响大容量电容器耐电压性能。本实施例中，可选地，芯子3的电容量为10μF，由芯子3所组成的芯组2的电容量为150μF。芯子3选择15个10μF的小芯子，容量为10μF的芯子3厚度较薄，外型比例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型的变频器电容，其特征在于，包括外壳本体(1)和置于所述外壳本体(1)内部的芯组(2)；/n所述芯组(2)包括采用3×5组合形式的15个芯子(3)，相邻的两个所述芯子(3)的同侧之间由汇流焊片(4)焊接连接，每一个所述芯子(3)由金属化薄膜卷绕成扁平形状，且所述芯子(3)的两端设有喷金层(5)，所述金属化薄膜包括聚丙烯基膜(6)和金属化层(7)，所述金属化层(7)采用铝锌金属化的方式沉积在所述聚丙烯基膜(6)上，且所述金属化层(7)的一侧设有留边(8)，另一侧设有加厚边(9)；/n所述外壳本体(1)上固定有一对螺杆电极(10)，第一多股铜芯软引线(11)的一端与所述芯组(2)的第一中心焊点(12)焊接连接，所述第一多股铜芯软引线(11)穿过其中一个螺杆电极(10)后与对应的螺杆电极(10)的端部焊接连接，第二多股铜芯软引线(13)的一端与所述芯组(2)的第二中心焊点(14)焊接连接，所述第二多股铜芯软引线(13)穿过另一个螺杆电极(10)后与对应的螺杆电极(10)的端部焊接连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型的变频器电容，其特征在于，包括外壳本体(1)和置于所述外壳本体(1)内部的芯组(2)；
所述芯组(2)包括采用3×5组合形式的15个芯子(3)，相邻的两个所述芯子(3)的同侧之间由汇流焊片(4)焊接连接，每一个所述芯子(3)由金属化薄膜卷绕成扁平形状，且所述芯子(3)的两端设有喷金层(5)，所述金属化薄膜包括聚丙烯基膜(6)和金属化层(7)，所述金属化层(7)采用铝锌金属化的方式沉积在所述聚丙烯基膜(6)上，且所述金属化层(7)的一侧设有留边(8)，另一侧设有加厚边(9)；
所述外壳本体(1)上固定有一对螺杆电极(10)，第一多股铜芯软引线(11)的一端与所述芯组(2)的第一中心焊点(12)焊接连接，所述第一多股铜芯软引线(11)穿过其中一个螺杆电极(10)后与对应的螺杆电极(10)的端部焊接连接，第二多股铜芯软引线(13)的一端与所述芯组(2)的第二中心焊点(14)焊接连接，所述第二多股铜芯软引线(13)穿过另一个螺杆电极(10)后与对应的螺杆电极(10)的端部焊接连接。


2.根据权利要求1所述的新型的变频器电容，其特征在于，
所述金属化层(7)的方阻为3.5±1Ω，所述加厚边(9)的方阻为1.5±0.5Ω。


3.根据权利要求1或2所述的新型的变频器电容，其特征在于，

【专利技术属性】
技术研发人员：范宪国，杨帆，王越明，张宝庆，孙雷雷，矫彦双，
申请(专利权)人：扶余市成瑞风能有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22