用于多相电气变换设备的滤波装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于多相电气变换设备的滤波装置，该滤波装置包括用于连接到多相电气变换设备上的第一电气端子（２０１－２０３）、用于连接到负载上的第二电气端子（２０４－２０６）、由箔导体形成并连接在第一电气端子和第二电气端子之间的主电流线圈以及屏蔽线圈，该屏蔽线圈第一末端电连接到滤波装置的第三电气端子（２１９）上。各个屏蔽线圈由箔导体形成，该箔导体与相应的主电流线圈的箔导体并列并相隔一定距离，从而在主电流线圈的连续线匝之间形成电容性屏蔽。当第三电气端子连接到恒定的电势上时，屏蔽线圈减少了应用于负载上的共模电压，并且，例如减少了由多相电气变换设备驱动的电动机中的轴承损坏的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于多相电气变换设备的滤波装置。此外，本专利技术还涉及一种包 括滤波装置的多相电气变换设备。
技术介绍
在许多电气变换设备中，例如在频率变换器中，在变换级和外部电气系统之间需 要滤波装置，该变换级设置成通过例如脉宽调制(PWM)而产生多相交流电压，该外部电气 系统例如为电动机或发电机，电连接到电气变换设备上。可能需要滤波装置，例如以抑制共 模电流，减少变换级的输出电压的转换速率(du/dt)，进行过电流保护，减少频率发射，和/ 或抑制电压和/或电流的谐波。滤波装置可包括一个或多个优选由箔导体制成的线圈，当 箔导体的厚度小于所考虑下的频率范围内的信号的穿透深度时，箔导体尤其适合于高频电 流。图Ia显示了根据现有技术并适合于三相电气变换设备的滤波装置。图Ib显示了 沿着图Ia中所示的线A-A看时的截面图。滤波装置包括三个第一电气端子101，102和103 以及三个第二电气端子104，105和106，第一电气端子用于接收由多相电气变换设备产生 的交流电压，第二电气端子用于电连接到例如电动机或发电机的外部电气系统上。滤波装 置包括三个线圈107，108和109。各个线圈由箔导体形成，并且电连接在其中一个第一电 气端子和其中一个第二电气端子之间。在局部放大图110中显示了线圈107的细节。线圈 107包括箔导体111。线圈107的连续线匝借助于绝缘层112而彼此隔开。还可以设置离 散的垫片元件来替代绝缘层112，以保持线圈107的连续线匝彼此隔开。箔导体可由例如铜 或铝制成。绝缘层112或相应地垫片元件可包括例如云母绝缘体。滤波装置还可包括由磁 放大材料制成的磁芯结构113，即具有大于整数1的相对磁导率(l·^ > 1)的材料。磁芯结 构可由铁磁材料或顺磁材料制成。磁芯结构优选由提供低磁滞和低涡电流损失的软磁材料 制成，例如电钢片、软磁粉、铁氧体等。滤波装置还可以是空芯滤波器，即，在由流动于线圈 107，108和109中的电流所产生的磁通量的路线上没有磁放大材料。与上述滤波装置相关的不便之处是由线圈的连续线匝之间的电容性耦合导致的。 线圈的连续线匝之间的电容性耦合导致滤波装置的高频特性的恶化。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种适合于多相电气变换设备的新型滤波装置。 根据本专利技术的滤波装置包括至少三个第一电气端子，用于接收多相电气变换设备所产生的交流电压；至少三个第二电气端子，用于电连接到外部电气系统上；至少三个主电流线圈，各个主电流线圈由箔导体形成，并电连接在其中一个第一 电气端子和其中一个第二电气端子之间；以及至少三个屏蔽线圈，该屏蔽线圈的第一末端电连接到滤波装置的第三电气端子4上，其中，各个主电流线圈设有至少其中一个屏蔽线圈，并且，各个屏蔽线圈由箔导体 形成，该箔导体与相应的主电流线圈的箔导体并列且相隔一定距离，从而在相应的主电流 线圈的连续线匝之间形成电容性屏蔽。当滤波装置用于过滤由多相电气变换设备所产生的电压和电流时，上面提到的上 述滤波装置的第三电气端子优选电连接到大致恒定的电势上。在这种情况下，滤波装置构 成电感电容滤波器，即LC滤波器，其基于沿着主电流线圈和屏蔽线圈的分布电感以及主电 流线圈和屏蔽线圈之间的分布电容。主电流线圈的连续线匝之间的电容性耦合由于主电流 线圈的连续线匝之间的屏蔽线圈的箔导体而变弱。因此，通过将滤波装置的第三电气端子 电连接到大致恒定的电势上，可改善滤波装置的高频特性。此外，在许多情况中，不需要另 外的电容器来形成LC滤波器，因为通过调整位于相应的主电流线圈和屏蔽线圈的箔导体 之间的电绝缘材料的厚度和/或介电性质，和/或通过调整相应的主电流线圈和屏蔽线圈 的箔导体的面积比，从而可将相应的主电流线圈和屏蔽线圈之间的电容设计成足够接近所 需的电容值。此外，当第三电气端子电连接到大致恒定的电势上时，屏蔽线圈减少了应用于 例如电动机或发电机的外部电气系统上的共模电压。这例如减少了在电连接到多相电气变 换设备上的电动机或发电机中的电气导致的轴承损害的风险。根据本专利技术的第二方面，提供了一种新型多相电气变换设备。根据本专利技术的多相 电气变换设备包括变换级，设置成产生多相交流电压；以及滤波装置，包括电连接到变换级的交流电压端子上的第一电气端子、用于电连接 到外部电气系统上的第二电气端子、以及主电流线圈，各个主电流线圈由箔导体形成，并电 连接在其中一个第一电气端子和其中一个第二电气端子之间，其中，滤波装置还包括屏蔽线圈，使得各个主电流线圈设有至少其中一个屏蔽线 圈，并且，屏蔽线圈的第一末端电连接到第三电气端子上，第三电气端子电连接到大致恒定 的电势上，各个屏蔽线圈由箔导体形成，该箔导体与相应的主电流线圈的箔导体并列并相 隔一定距离，从而在相应的主电流线圈的连续线匝之间形成电容性屏蔽。根据本专利技术的用于过滤由多相电气变换设备所产生的电压的方法，包括在位于多 相电气变换设备的交流电压端子和外部电气系统之间的电流路线上使用根据本专利技术的滤 波装置，该外部电气系统例如为由多相电气变换设备供电的电动机。在相关的从属权利要求中描述了本专利技术的许多示范性实施例。当结合附图阅读时，从以下特定的示范性实施例的描述中，将最佳地理解本专利技术 的关于结构和运行方法的各种示范性实施例及其另外的目的和优势。动词“包括”在本文中用作开放的限制，其不排除未表述的特征的存在。除非明确 声明，否则从属权利要求中所表述的特征可相互自由地组合。短语“电连接“在本文中用于 意味着直接的电连接以及通过例如电气导线和电气构件的中间元件的电连接。附图说明以下，通过示例并参照附图，更详细地解释本专利技术的示范性实施例和其优势，其 中5图Ia显示了根据现有技术并适合于三相电气变换设备的滤波装置，图Ib显示了沿着图Ia中所示的线A-A看时的截面图，图2a显示了根据本专利技术的一个实施例并适合于三相电气变换设备的滤波装置，图2b显示了沿着图2a中所示的线A_A看时的截面图，图3显示了根据本专利技术的一个实施例并适合于三相电气变换设备的滤波装置，图4显示了根据本专利技术的一个实施例并适合于三相电气变换设备的滤波装置，图5显示了根据本专利技术的一个实施例并适合于三相电气变换设备的滤波装置的 电路图，图6显示了根据本专利技术的一个实施例并适合于N相电气变换设备的滤波装置的电 路图，图7显示了根据本专利技术的一个实施例的多相电气变换设备的方框图。先前已经在本文中结合与本专利技术相关的现有技术的描述而解释了图Ia和lb。具体实施例方式图2a显示了根据本专利技术的一个实施例并适合于三相电气变换设备的滤波装置。 图2b显示了沿着图2a中所示的线A-A看时的截面图。滤波装置包括三个第一电气端子 201，202和203，该第一电气端子适合于接收由例如三相PWM-逆变器(脉宽调制)的三相 电气变换设备所产生的交流电压。滤波装置包括三个第二电气端子204，205和206，该第二 电气端子用于电连接到例如三相电动机或发电机的外部电气系统上。如图2b中所示，滤波 装置包括三个线圈207，208和209。各个线圈207，208和209由箔导体形成，并且电连接在 其中一个第一电气端子和其中一个第二电气端子之间。这些线圈旨在运载电流，使其在多 相电气变换设备的交流电压端子和例如电动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多相电气变换设备的滤波装置，所述滤波装置包括：至少三个第一电气端子（２０１－２０３，３０１－３０３，６０１－６０３，６０３′），用于接收由所述多相电气变换设备所产生的交流电压；至少三个第二电气端子（２０４－２０６，３０４－３０６，６０４－６０６，６０６′），用于电连接到外部电气系统上，以及至少三个主电流线圈（２０７－２０９，６０７－６０９，６０９′），各个所述主电流线圈由箔导体（２１１）形成，并电连接在其中一个所述第一电气端子和其中一个所述第二电气端子之间，其特征在于，所述滤波装置还包括屏蔽线圈（２１４－２１６，６１４－６１６，６１６′），使得各个所述主电流线圈设有至少其中一个所述屏蔽线圈，并且，所述屏蔽线圈的第一末端电连接到所述滤波装置的第三电气端子（２１９，３１９，６１９）上，各个所述屏蔽线圈由箔导体（２１７）形成，该箔导体与所述相应的主电流线圈的箔导体（２１１）并列并相隔一定距离，从而在所述相应的主电流线圈的连续线匝之间形成电容性屏蔽。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JJ平霍南，PT西尔文托伊南，MPJ库伊斯马，V德詹科托夫，
申请(专利权)人：斯维奇传动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]