一种低损耗、低温升的直流支撑电容器制造技术

一种低损耗、低温升的直流支撑电容器，包括外壳、绝缘填充物、电容器芯子、铜排组件、以及引出铜排单元。所述电容器芯子包括多个电容器元件。每个所述铜排组件皆依次包括设置于所述电容器芯子一侧的底层铜排、中层铜排、顶层铜排。所述底层铜排包括底层铜排主体、第一折弯板、以及第一安装孔。所述中层铜排包括中层铜排主体、第二折弯板、以及第二安装孔。所述顶层铜排包括顶层铜排主体、第三折弯板、以及第三安装孔。所述底层铜排主体、所述中层铜排主体、所述顶层铜排主体的长度相同，且所述底层铜排主体、所述中层铜排主体、所述顶层铜排主体的宽度依次抵减。该低损耗、低温升的直流支撑电容器通流能力更强、损耗低、经济绩效高、散热强、发热功率低。发热功率低。发热功率低。

【技术实现步骤摘要】
一种低损耗、低温升的直流支撑电容器


[0001]本技术属于电容器
，特别是一种低损耗、低温升的直流支撑电容器。

技术介绍

[0002]直流支撑电容器，属于无源器件的一种，主要采用聚丙烯薄膜作为电介质，高纯度金属镀层作为极板。其具有耐电压高、承载电流大、低阻抗、低电感、损耗小、漏电流小、温度性能好、充放电速度快、使用寿命长、安全防爆稳定性好、可靠性高、无极性安装方便等优点，被广泛应用于柔直直流输电、轨道交通等电力电子行业。以柔性直流输电用直流支撑电容器为例：柔性直流输电是构建智能电网的重要组成，模块化多电平换流器(MMC)是实现系统交、直流电能变换的核心设备，而直流支撑电容器则是换流器的关键部件之一。我国柔性直流输电工程从无到有，输送容量不断扩大，电压等级逐步提高，现在多端的格局逐渐形成，电容器需求量将迎来飞跃式的增长。具备承载电流大、低电感、损耗小、温度性能好、可靠性高等优点的直流支撑电容器有着广阔的市场前景。
[0003]如图1为现有技术中的直流支撑电容器，其通过若干件彼此相互平行的竖向排布长方体窄铜排1将电容器元件2并联成电容器芯子，再通过芯子上方的横向长方体窄铜排3将竖向长方体窄铜排1汇流连接起来，且流过每一只电容器元件的电流大小一致，越靠近芯子顶部，随着竖向长方体窄铜排连接的元件数量越多，流过竖向长方体窄铜排的电流也逐渐线性增大。又因为窄铜排从下到上截面积保持不变，导致竖向长方体窄铜排的面电流密度逐渐增大，这对最上方窄铜排的通流能力提出了挑战。同时，靠近芯子顶部的窄铜排面电流密度过大，靠近芯子下方的窄铜排面电流密度过小，导体分布设计不甚合理，无法在总导体质量一定的情况下，有效降低电容器的等效串联电阻及损耗。窄铜排由于结构设计原因使用数量较多，定位及焊接费时费工，经济效绩效低下。最重要的是，经验表明在高温环境条件下，元件中的绝缘介质击穿场强会显著下降，电容器寿命也随之显著降低，电容器内部最热点温度每升高8℃，则电容器的寿命就缩短一半。根据焦耳定律Q＝I Rt，越靠近芯子上方的窄铜排流过的电流越大，在窄铜排单位长度电阻不变的前提下，越靠近芯子上方的窄铜排发热越严重，导致电容器温度分布严重失衡，电容器上半部分温度过高，电容器寿命明显降低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术提供了一种可提升通流能力且提升了散热效果的低损耗、低温升的直流支撑电容器，以满足工业需求。
[0005]一种低损耗、低温升的直流支撑电容器，包括一个外壳，容置于所述外壳内的绝缘填充物，一个容置于所述外壳内的电容器芯子，两个对称设置在所述电容器芯子两侧的铜排组件，以及两个分别连接所述铜排组件一端且用于引出所述铜排组件电流的引出铜排单元，所述电容器芯子包括多个电容器元件。每个所述铜排组件皆依次包括设置于所述电容器芯子一侧的底层铜排、中层铜排、顶层铜排。所述底层铜排包括一个底层铜排主体、一个
设置在所述底层铜排主体一端的第一折弯板，以及多个设置在所述底层铜排主体上的第一安装孔。所述中层铜排包括一个中层铜排主体、一个设置在所述中层铜排主体一端的第二折弯板，以及多个设置在所述中层铜排主体上的第二安装孔。所述顶层铜排包括一个顶层铜排主体、一个设置在所述顶层铜排主体一端的第三折弯板，以及多个设置在所述顶层铜排主体上的第三安装孔。所述第一折弯板与所述底层铜排主体之间、所述第二折弯板与所述中层铜排主体之间、所述第三折弯板与所述顶层铜排主体之间皆垂直连接。所述底层铜排主体、所述中层铜排主体、所述顶层铜排主体的长度相同，且所述底层铜排主体、所述中层铜排主体、所述顶层铜排主体的宽度依次抵减。当所述铜排组件中的所述底层铜排、所述中层铜排、所述顶层铜排依次安装于所述电容器芯子一侧时，所述底层铜排中的所述第一折弯板、所述中层铜排的所述第二折弯板、以及所述顶层铜排的所述第三折弯板依次设置于所述电容器芯子朝向所述引出铜排单元的一端，任意一个所述第二安装孔皆与一个所述第一安装孔或所述第一安装孔、以及所述第三安装孔重合，任意一个所述第三安装孔皆与一个所述第二安装孔、以及一个所述第一安装孔重合，每个所述电容器元件的一端皆抵接于所述底层铜排一侧，且任意一个所述电容器元件至少与所述第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔中的一个相互对应，以便于所述电容器芯子与所述铜排组件之间焊接在一起。
[0006]进一步地，每个所述引出铜排单元皆包括多个连接所述铜排组件的引出铜排，以及多个连接于所述引出铜排上的引出电极端子，所述引出铜排连接所述第一折弯板、所述第二折弯板、以及所述第三折弯板。
[0007]进一步地，每个所述第一安装孔、所述第二安装孔、所述第三安装孔皆包括一个安装孔主体，以及一个设置在所述安装孔主体上的矩形凸起。
[0008]进一步地，所述底层铜排中的矩形凸起、所述中层铜排中的矩形凸起、以及所述顶层铜排中的矩形凸起的面积依次减小。
[0009]进一步地，所述底层铜排中的安装孔主体、所述中层铜排中的安装孔主体、以及所述顶层铜排中的安装孔主体的直径依次增大。
[0010]进一步地，所述第一折弯板、所述第二折弯板、所述第三折弯板的长度相同，所述第一折弯板、所述第二折弯板、所述第三折弯板的宽度依次抵减。
[0011]进一步地，所述中层铜排主体面积为所述底层铜排主体面积的三分之二，所述顶层铜排主体面积为所述底层铜排主体的三分之一。
[0012]进一步地，所述底层铜排的第一安装孔直径为10～12mm。
[0013]进一步地，所述中层铜排的第二安装孔直径为14～16mm。
[0014]进一步地，所述顶层铜排的第三安装孔直径18～20mm。
[0015]与现有技术相比，本技术提供的低损耗、低温升的直流支撑电容器通过所述铜排组件中的所述底层铜排、所述中层铜排、所述顶层铜排，以提升通流能力。所述铜排组件中采用底层铜排主体、所述中层铜排主体、所述顶层铜排主体三层叠加组合结构，所述底层铜排主体、所述中层铜排主体、所述顶层铜排主体的长度相同，且所述底层铜排主体、所述中层铜排主体、所述顶层铜排主体的宽度依次抵减，即为所述底层铜排、所述中层铜排、所述顶层铜排之间部分重叠，从所述铜排组件朝向所述引出铜排单元的一端厚度大于所述铜排组件背向所述引出铜排单元的一端厚度，所述铜排组件的厚度递增，通流能力越来越强，电流也越来越大，所以能够保证铜排面电流密度基本保持一致，在电流大的区域通流能
力强，并且在所述铜排组件使用过程中，电流依次从所述底层铜排主体、所述中层铜排主体、所述顶层铜排主体流向所述引出铜排单元，虽然所述铜排组件上的电流越来越大，但所述铜排组件电阻却越来越小，从而所述铜排组件总发热功率低，长期使用下来发热量显著降低，有利于提高的所述电容器芯子的寿命。同时，本专利设计每个所述电容器元件的一端皆抵接于所述底层铜排一侧，即将所述底层铜排所述电容器元件全部连接起来，使得每个所述电容器元件上的电流均匀的通过所述铜排组件，所述铜排组件上的电流均匀分布，增加了所述铜排组件的通流能力。另外，所述底层铜排、中层铜排、顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低损耗、低温升的直流支撑电容器，包括一个外壳，容置于所述外壳内的绝缘填充物，其特征在于：所述低损耗、低温升的直流支撑电容器包括一个容置于所述外壳内的电容器芯子，两个对称设置在所述电容器芯子两侧的铜排组件，以及两个分别连接所述铜排组件一端且用于引出所述铜排组件电流的引出铜排单元，所述电容器芯子包括多个电容器元件，每个所述铜排组件皆依次包括设置于所述电容器芯子一侧的底层铜排、中层铜排、顶层铜排，所述底层铜排包括一个底层铜排主体、一个设置在所述底层铜排主体一端的第一折弯板，以及多个设置在所述底层铜排主体上的第一安装孔，所述中层铜排包括一个中层铜排主体、一个设置在所述中层铜排主体一端的第二折弯板，以及多个设置在所述中层铜排主体上的第二安装孔，所述顶层铜排包括一个顶层铜排主体、一个设置在所述顶层铜排主体一端的第三折弯板，以及多个设置在所述顶层铜排主体上的第三安装孔，所述第一折弯板与所述底层铜排主体之间、所述第二折弯板与所述中层铜排主体之间、所述第三折弯板与所述顶层铜排主体之间皆垂直连接，所述底层铜排主体、所述中层铜排主体、所述顶层铜排主体的长度相同，且所述底层铜排主体、所述中层铜排主体、所述顶层铜排主体的宽度依次抵减，当所述铜排组件中的所述底层铜排、所述中层铜排、所述顶层铜排依次安装于所述电容器芯子一侧时，每个所述电容器元件的一端皆抵接于所述底层铜排一侧，所述底层铜排中的所述第一折弯板、所述中层铜排的所述第二折弯板、以及所述顶层铜排的所述第三折弯板依次设置于所述电容器芯子朝向所述引出铜排单元的一端，任意一个所述第二安装孔皆与一个所述第一安装孔或所述第一安装孔、以及所述第三安装孔重合，任意一个所述第三安装孔皆与一个所述第二安装孔、以及一个所述第一安装孔重合，且任意一个所述电容器元件至少与所述第一安装孔、第二安装孔、第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓光昭，尤畅，黄杰，张基鸿，倪琰，吕凯凡，何冰辉，
申请(专利权)人：嘉善赛晶电容器有限公司，
类型：新型
国别省市：