电路结构和电容器布置结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于具有滤波结构的变流器的电路结构和电容器布置结构，电路结构包括一变流器，变流器具有尤其用于多相的输出或输入侧交流电压源的交流电压连接端和尤其用于电压中间电路的输入或输出侧的单极连接端、特别是直流电压连接端，交流电压连接端与相线、尤其三个相线连接，特别是相线具有电感，其特征在于，第一电容分别布置在一相线与共同的星形点之间，特别是，在一相应的、特别是每个相线与共同的星形点之间分别设置有第一电容中的一个，特别是每个第一电容大小相同，第二电容的串联电路连接在单级连接端上并具有中间抽头，星形点与中间抽头在电压中间电路中尤其借助局部中性线导电连接，至少一个第三电容与串联电路并联连接，特别是串联电路由两个第二电容、尤其两个大小相同的第二电容形成。
【专利说明】电路结构和电容器布置结构
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电路结构和电容器布置结构。
【背景技术】
[0002]由文献EP 0899859B1已知变流器，该变流器具有电压中间电路和紧接在电压中间电路之后的逆变器。在此，逆变器在其输出端上输出三相交流电压。滤波器装置连接逆变器的输出端子与电压中间电路。滤波器装置分别包括与输出端子串联的滤波扼流器和由每个输出端子通到公共的电容器星形点的滤波电容器。
[0003]文献EP 0899859B1在第
[0006]段中说明，在此仅仅将纯交变电压系统滤波。如果人们将电容器星形点直接与设置在两个中间电路电容器之间的中间抽头，那么虽然也将直流电压系统滤波，但是产生的系统技术缺点在于:该滤波系统在没有附加措施的情况下总是被激励到固有振荡/自振。如在EP 0899859B1的第
[0007]段中说明，这些固有振荡无损耗地仅能通过调节进行缓冲，所述调节干预到逆变器的开关序列中。
[0004]该固有振荡通过串联振荡电路引起，该串联振荡电路由滤波扼流器和与公共的电容器星形点连接的滤波电容器组成。
[0005]按照EP 0899859B1的第
[0007]段，逆变器的开关序列当今通常由调节计算机确定，该调节计算机基于负载条件确定用于功率开关的开关命令。调节计算机通常由于输出端的对称而在仅仅两个坐标下工作。由此可以确定三相的开关状态。在滤波电路中所述三相是解耦的。也就是说必须以三个独立作用的调节电路实现共振调节。由此共振调节不再能简单地集成到负载调节中。因为所述调节的两个部分访问相同的调节变量，所以这两个部分却不可以解耦地工作。
[0006]上述EP 0899859B1的电路的另一缺点是中间电路电容器和逆变器的高的附加的电流负载，所述高的附加的电流负载特别是在逆变器半导体开关的低的开关频率下由滤波电容器的电荷反转通过电压直流系统产生。
[0007]如在EP 0899859B1的图5中所公开的那样，电容器星形点通过RC部件连接到电压中间电路，该RC部件由一个电阻串联一个电容器形成。
[0008]文献JP 2000224862A示出了一种能量转换装置。
[0009]在文献DE 102010009265A1中示出了一种逆变器。
[0010]文献JP 2007259688A示出了一种三相整流器。
[0011]在文献US 20100320992A1中示出了一种具有采样保持电路的逆转换器。
[0012]文献DD97943描述了一种电路结构，用于对在直流或交流电压源下并且用液体燃料运行的独立于电机的加热装置进行火焰监控。
[0013]在文献DE 10019696A1中示出了一种用于降低在电机供电电路应用中的干扰射线的方法和电路。
[0014]文献DE 102010028927A1示出了一种功率电子装置。
[0015]文献DE 4023687A1示出了一种电流转换装置。
[0016]文献WO 2008092152A2示出了用于变频器的共模滤波器和差模滤波器。
[0017]文献DE 102009053583B3示出了一种模块化构成的电流转换装置。
【发明内容】
[0018]本发明的目的在于，改进电路结构和电容器布置结构，其中要能成本有利地实现高的安全性。
[0019]按照本发明，该目的在电路结构方面根据在权利要求1中提出的特征来实现，并且该目的在电容器布置结构方面根据在权利要求9中提出的特征来实现。
[0020]本发明在用于具有滤波结构的变流器的电路结构方面的重要特征在于，电路结构具有一变流器，该变流器具有:交流电压连接端，特别是用于输出侧或输入侧的多相的交流电压源；和输入侧或输出侧的单极连接端、特别是直流电压连接端，所述单级连接端特别是用于电压中间电路，
[0021]其中，交流电压连接端与相线连接,特别是与三个相线连接,特别是其中，相线具有电感，
[0022]其中，第一电容分别设置在一个相线与公共的星形点之间，
[0023]特别是其中，在一个相应的相线、特别是每个相线与公共的星形点之间分别设置有第一电容中的一个，
[0024]其中，电容的串联电路连接在单级连接端上并具有中间抽头，
[0025]其中，星形点与中间抽头在电压中间电路中导电连接，特别是借助于局部的/当地的中性线导电连接，
[0026]其中，至少一个第三电容与所述串联电路并联连接。
[0027]在此优点是，在所述电路的交流电压部分与直流电压部分之间建立了高频参考电位。借助于该参考电位抑制了在电路的交流电压部分与直流电压部分之间的电位跳跃。该电位跳跃基于变流器的开关模式产生。通常通过接地电缆导出通过电路结构的寄生电容所引起的干扰电流，该接地电缆特别是在高的开关频率下被干扰电流剧烈加载。由此借助于按照本发明的电路结构减轻接地电缆的负荷。
[0028]有利地，星形点直接与中间抽头连接。由此对于千赫兹范围中的非常高频的电流可以在没有电压降的情况下实现短路。
[0029]在本发明中存在一由第一电容连同第三电容以及相线中的电感组成的滤波系统。该滤波系统的固有振荡主要由第二电容决定。该固有振荡借助于滤波系统的可通过大的第三电容减小的第二电容被频移到这样的频率，在该频率下通过电网和/或变流器不实现振荡激励。由此对变流器的干扰作用非常小且不需要附加的调节。
[0030]按照本发明的电路结构因此实现了变流器的高的运行安全性，其中同时可降低电路成本。由此也改善了环境保护。
[0031]在一种有利的设计方案中，第一电容中的每个均大小相同。在此优点是，三个相线均匀地被消除干扰，因此干扰电流可最佳地导出。
[0032]在一种有利的设计方案中，串联电路由两个电容、特别是两个相同大小的电容形成。在此优点是，两个电容被均匀地加载和卸载。由此实现了电容器的高的寿命，从而提高了安全性。同时在高中间电路电位与低中间电路电位之间的平衡是可调节的。
[0033]在一种有利的设计方案中，相应的相线、特别是每个相线都具有电感、特别是电网滤波器的电感的串联电路，其中，相应的相线、特别是每个相线都具有一中间抽头。在此优点是，电路结构的电容可借助于电感与交流电压电网、也就是交流电压源解耦，特别是电容可与电网电压中的寄生分量解耦。特别是，谐波作为电网电压的寄生分量可与电容解耦。由此可阻止电容与电网阻抗之间的谐振。
[0034]在一种有利的设计方案中，中间抽头设置在两个电感之间。在此优点是，电容与交流电压源是可解耦的并且也可以用变流器阻止反馈。
[0035]在一种有利的设计方案中，相应的由中间抽头在电网侧设置的电感是导线电感或者由导线电感和滤波器扼流电感组成的串联电路。在此优点是，电路成本借助于导线电感可降低，由此可节约资源并且改善了环境保护。
[0036]在一种有利的设计方案中，第三电容的电容值大于第二电容中每个单个电容的电容值，优选地，第三电容的电容值是第二电容中每个单个电容的电容值的至少10倍。在此优点是，第三电容存储直流中间电路的能量的大部分，而通过较小的电容平衡电压跳跃和干扰电流，而不会不可接受地引起高的损耗。附加地，通过按照本发明选择第三电容与第二电容器的电容的比例，可能产生的谐振的频率可移动到一个频率范围，该频率范围对于变流器的电路的稳定性是不危险的。
[0037]在一种有利的设计方案中，局部中性线借助于另一滤波器与地电位导电连接，特别是其中，所述另一滤波器被实施成电容器。在此优点是，高频干扰电流可安全地导出。在此电流损耗可借助于滤波器减到最小。
[0038]在一种有利的设计方案中，与每个第一电容并联地分别设置有一个由第四电容和电阻组成的串联电路。在此优点是，出现的振荡可通过电阻缓冲。
[0039]在一种有利的设计方案中，与每个第一电容并联地分别设置有一个由第四电容和电阻组成的串联电路。在此优点是，该滤波结构不仅用作具有非常高的频率的干扰电流的短路而且用作具有中等频率的干扰电流的缓冲机构，其中，电容器阻断低频电流，从而该低频电流通过变流器。具有中等频率的干扰电流的缓冲在此引起，可阻止由具有电路的谐振频率的固有振荡弓I起的共振灾难。
[0040]在一种有利的设计方案中，所述串联电路彼此是相同的。在此优点是，三个相线能以相同的方式方法被消除干扰并且缓冲振荡。由此电压和电流均匀地分布到各导线上。
[0041]在一种有利的设计方案中，相应的第四电容的电容值分别小于相应的第一电容的电容值，特别是第四电容的电容值至少小于相应的第一电容的电容值的一半并且大于相应的第一电容的电容值的十分之一，优选地，第四电容的电容值小于相应的第一电容的电容值的一半并且大于相应的第一电容的四分之一。在此优点是，可缓冲高频谐振并且可借助于电阻使损耗电流保持得很小。
[0042]在一种有利的设计方案中，局部中性线是金属板件，该金属板件与相应的第一电容和第二电容的分别一个连接端导电连接，并且机械地保持形成或具有相应电容的电容器。在此优点是，金属板件(其是基本上二维的平面导体)相比于导体电缆(其基本上是一维导体)是低电感的。由此可使与电容器的谐振减到最小。局部中性线作为保持件的应用减少了必需的构件，这是因为不需要附加的电缆铺设。由此改善了环境保护。
[0043]在一种有利的设计方案中，局部中性线实施成多件式的。在此优点是，局部中性线能以简单的方式方法制造和运输。电路结构的复杂的和/或有角的几何结构可良好地触点接通。中性线的各个构件能以简单的方式方法借助于例如螺纹连接来连接。
[0044]在一种有利的设计方案中，局部中性线实施成这样成形的金属板件，使得该金属板件至少部分地构成形成第一电容和第二电容的电容器的壳体，特别是，局部中性线构成形成第一电容、第二电容和第四电容的电容器的壳体。在此优点是，金属板件起到导线以及壳体的作用。由此可省去附加的导线或附加的壳体。也就是说可节省材料并且由此保护了环境。
[0045]在一种有利的设计方案中，局部中性线机械地保持电容器并且起到与该局部中性线相连接的电容器的冷却体的作用。在此优点是，可节省用于电容器的附加的冷却体和/或附加的机械保持装置。由此电路结构可成本有利地实现。
[0046]在分别具有至少一个电连接端的电容器布置结构方面，本发明的重要特征在于:
[0047]每个电容器的一连接端分别与模块壳体件导电连接，
[0048]其中，各电容器借助于该模块壳体件相互导电连接，
[0049]其中，该模块壳体件至少部分地形成电容器的壳体。
[0050]在此优点是，电容器布置结构可紧凑和节省空间地实现。借助于模块壳体件作为电容器的导电连接部和作为壳体的双重用途，可节省构件例如连接电缆。由此电容器布置结构可成本有利地制造。同时可节省资源，由此改善了环境保护。
[0051]在一种有利的设计方案中，所述布置结构包括根据上述权利要求之一所述的电路结构。在此优点是，电容器布置结构可用作滤波结构。由此，可改善具有电容器布置结构的电路的运行安全。
[0052]在一种有利的设计方案中，模块壳体件起到电容器的冷却体的作用。在此优点是，可节省附加的冷却体。由此可降低材料成本。由此改善了环境保护。
[0053]在一种有利的设计方案中，至少两个电容器并联连接。在此优点是，借助于电容器的并联连接，可提高电路的电容并且可改善电路的电流可加载性。由此提高了运行安全性。
[0054]在一种有利的设计方案中，由模块壳体件和至少另一模块壳体件两件式地或多件式地形成一个模块壳体。在此优点是，模块壳体件能以简单的方式方法制造，例如借助于冲弯技术。借助于两个模块壳体件的连接，由此可产生一个特别是封闭的模块壳体。
[0055]在一种有利的设计方案中，各电容器与模块壳体件力锁合地连接，
[0056]其中，用于该力锁合连接的固定部件——特别是螺栓或螺纹销——同时起到电容器的相应连接端的电触点接通部的作用。在此优点是，可节省附加的连接电缆。
[0057]在一种有利的设计方案中，分别两个电容器相互对置地布置在一个连接金属板件的两侧上，其中，该连接金属板件使电容器与单相或多相交流电压源的一个相线电连接。在此优点是，电容器布置结构可特别紧凑地实现。
[0058]在一种有利的设计方案中，电容器借助于唯一的连接件与连接金属板件力锁合和/或形锁合地连接并且彼此力锁合和/或形锁合地连接，优选地该连接件被构造成螺栓或螺纹销。在此优点是，可使用唯一的连接件，由此可节省构件。由此可成本有利地制造电容器布置结构。
[0059]在一种有利的设计方案中，该连接件起到电容器的相应第二连接端的电连接部的作用。在此优点是，两个电容器可并联连接。由此可提高电路的电容并且可改善电路的电流可加载性。
[0060]在一种有利的设计方案中，变流器壳体以形成壳体的方式包围模块壳体,该模块壳体至少具有模块壳体件，
[0061]其中，变流器壳体至少部分地由金属制造，
[0062]其中，变流器壳体与外壳电位导电连接。在此优点是，模块壳体可构造成引导电流，由此可节省模块壳体的附加的隔离装置、特别是隔离外罩。在一种有利的设计方案中，变流器壳体包括另外的电路构件，它们同样具有引导电流的模块壳体。
[0063]在一种有利的设计方案中，在变流器壳体与模块壳体之间设置有另一滤波器、特别是一电容器，该另一滤波器与变流器壳体和模块壳体导电连接。在此优点是，补偿电流或干扰电流可安全地导出。
[0064]在一种有利的设计方案中，模块壳体借助于电气隔绝的保持件机械地被保持在变流器壳体中。在此优点是，模块壳体可实施成引导电流，其中，接地的变流器壳体保护使用者免于电击。
[0065]在一种有利的设计方案中，至少一个电容器具有连接件，在该连接件上可连接有一电阻，特别是该电阻可插接到电容器上。在此优点是，电容器和电阻的串联电路能以简单的方式方法实现。借助于该串联电路，另一滤波器可集成到电容器布置结构中，该另一滤波器过滤掉干扰。
[0066]在一种有利的设计方案中，至少一个电容器具有隔绝部段，该隔绝部段设置在电容器的一连接端与模块壳体件之间，特别是其中，该隔绝部段导被实施成电气隔绝的。在此优点是，电容器的连接端能以简单的方式方法相对于模块壳体电气隔绝。机械构造在此仅需略微改变，从而隔绝部段也能以简单的方式方法随后提供。
[0067]在一种有利的设计方案中，该隔绝部段径向包围电容器的连接端，特别是该隔绝部段沿周向在一径向间隔区域中完全包围电容器的连接端。在此优点是，隔绝部段可简单和安全地实现，例如实施为孔盘，其中连接端可穿过该孔。在足够大的径向间隔的情况下，可实现安全的隔绝。
[0068]在一种有利的设计方案中，一电阻和/或线圈与电容器的该连接端并且与模块壳体件导电连接。在此优点是，电阻和/或线圈能以简单的方式方法借助于螺栓与电容器的连接端导电连接。电阻和/或线圈的第二连接端借助于另一螺栓可与模块壳体件连接。由此能以简单的方式方法实现电容器、电阻和/或线圈和模块壳体的串联电路。
[0069]在一种有利的设计方案中，用于与相线相连接的连接金属板件借助于螺栓与交流电压网的相应的相线导电连接。在此优点是，该连接在机械负荷方面特别安全。
[0070]在一种有利的设计方案中，模块壳体件和/或连接金属板件分别构造成由金属板组成的冲弯件，特别是铜板冲压件、铝板冲压件或钢板冲压件。在此优点是，模块壳体件能以简单的方式方法制造。由此制造是特别成本有利的。
[0071]在一种有利的设计方案中，电容器构造成薄膜电容器、特别是轴向结构形式的薄膜电容器。在此优点是，薄膜电容器是标准元件并且可容易地购置。
[0072]在一种有利的设计方案中，电容器构造成陶瓷电容器、特别是轴向结构形式的陶瓷电容器。在此优点是，陶瓷电容器特别适用于最高频应用。
[0073]在一种有利的设计方案中，电容器中的每一个均具有小于1nH的电感。在此优点是，整个电容器布置结构的电感是特别低的，由此滤波结构滤波掉高频范围中的较高的频率范围。
[0074]另外的优点由从属权利要求得到。本发明不限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员而言，特别是从任务提出和/或通过与现有技术的比较而提出的任务可得到权利要求和/或单个权利要求特征和/或说明书的特征和/或附图的特征的其他有意义的组合可能。
【专利附图】
【附图说明】
[0075]本发明现在根据附图进一步阐明:
[0076]在图1中在示意图中示出了按照本发明的电路结构。
[0077]图2在示意图中示出了按照本发明的电路结构的另一实施例。
[0078]图3在斜视图中示出了按照本发明的电容器布置结构，其中第一模块壳体件是隐藏的。
[0079]图4在斜视图中示出了按照本发明的电容器布置结构的后侧，其中第二模块壳体件是隐藏的。
[0080]图5在斜视图中示出了按照本发明的电容器布置结构，其中第一模块壳体件是隐藏的。
[0081]图6在斜视图中示出了按照本发明的电容器布置结构的后侧，其中第二模块壳体件是隐藏的。
[0082]图7在斜视图中示出了按照本发明的电容器布置结构的另一实施例，其中一个模块壳体件是隐藏的。
[0083]图8在斜视图中示出了按照本发明的电容器布置结构的另一实施例的后侧，其中一个模块壳体件是隐藏的。
【具体实施方式】
[0084]在图1中示出的用于变流器的电路结构具有端子L1、L2、L3、特别是输入端子，所述端子用于三相交流电压源的第一、第二和第三电网相线，此外电网相线也称为相线。在每个相线中在这些端子L1、L2、L3后面设置有电感L21、L22、L23。这些电感L21、L22、L23也可称为输入侧的电感。
[0085]第一电容Cll、C12、C13的布置结构设置在电感L21、L22、L23后面。在此从每个相线分支出一个线路，所述线路分别通过第一电容CU、C12、C13中的各一个从这三个电感L21、L22、L23通到一个公共的星形点I。第一电容Cll、C12、C13也可称为星形电容。
[0086]借助于第一电容CU、C12、C13对电压峰值进行滤波，所述电压峰值在电路结构中产生或由电网馈入。
[0087]电感L21、L22、L23使得第一电容C11、C12、C13与电网电流解耦，特别是与在供电电网也就是交流电压源中存在的电容解耦。该解耦抑制第一电容CU、C12、C13与在供电电网中存在的电容之间的电流的谐振，其方法是:将谐振频率推移到无激励的频率范围中。在每个相线中在通向第一电容C11、C12、C13的分支点后面设置有另外的电感L11、L12、L13作为用于变流器的工作扼流器或调节扼流器。
[0088]由此也将第一电容C11、C12、C13和电感Lll、L12、L13、L21、L22、L23的该布置结构称为电网滤波器。
[0089]在电感L11、L12、L13后面设置有一变流器AC/DC，该变频器将馈入的交流电压转换为直流电压。
[0090]在变流器AC/DC中设置有二极管，这些二极管或者仅仅传导具有正电压的电流或者仅仅传导具有负电压的电流并且分别阻断具有另一电压的电流。在此分别给每个电流相使用两个二极管，其中，馈电装置设置在两个二极管之间，其中一个二极管阻断具有负电压的电流而另一个二极管阻断具有正电压的电流。由此将每一相的分别两个半波用于整流。
[0091]在按照本发明的另外的实施例中，在变流器AC/DC中设置有晶体管或晶闸管，优选应用IGBT晶体管。在此所述晶体管与交流电压的频率同步地被开关，从而仅使具有正电压的电流或者仅使具有负电压的电流通过晶体管。
[0092]直流电压的能量暂存在后置于变流器AC/DC的第三电容ClO中。
[0093]在两个第二电容C18、C19之间设置有中间抽头2，其中该中间抽头2借助于局部中性线LOKALER N与星形点I导电连接。第二电容C18、C19和中间抽头2亦即串联连接地布置。在此第二电容C18、C19也可称为分压电容。
[0094]第三电容ClO在此至少是第二电容C18和C19中的每一个的十倍大。因此第三电容ClO也称为主中间电路电容。
[0095]在第二电容C18、C19后面设置有端子DC+、DC_，用于连接到另外的元件例如用于控制电机的变流器。在此端子DC+使另外的元件与高中间电路电位连接，而端子DC-使另外的元件与低中间电路电位连接。
[0096]第三电容ClO与变流器AC/DC并联连接地布置。第三电容ClO同样与由第二电容C18、C19和中间抽头2组成的串联电路并联连接地布置。
[0097]在星形点I与中间抽头2之间借助于局部中性线LOKALER N的连接使得减轻了接地电缆的负荷，因为在中间电路与电感L11、L12、L13之间的高频干扰电流被平衡并且没有流入到接地电缆中。这样的干扰电流由存在于每个真实的元件中的寄生电容弓I起。
[0098]局部中性线LOKALER N可设计成电缆和/或金属板件。在此金属板件是特别有利的，因为该金属板件具有比电缆显著更小的电感。该金属板件可设计成至少部分地形成第一和第二电容 Cll、C12、C13、C18、C19 的壳体。
[0099]在按照本发明的另外的实施例中，电感L21、L22、L23设计成多相扼流器。在此电感L21、L22、L23的三个绕组形成在三个相互连接的磁芯上。
[0100]在按照本发明的另外的实施例中，不使用电感L21、L22、L23。该变型特别是在电网连接端具有长的连接线路的情况下或在低谐波的电网供电装置的情况下使用。在该情况下电感L21、L22、L23是可省去的。
[0101]在按照本发明的另外的实施例中，在反馈单元/回收单元(Riickspeiseeinheit)、例如变流器中的反馈单元中应用所述电路结构，该反馈单元被电动机提供发电机式能量。在该情况下直流电被转换为多相交流电，优选单个相的电压曲线是正弦波形的。
[0102]反馈单元中的电流沿与目前为止所述实施例相反的方向流动:端子DC+、DC_起到直流电流的输入端子的作用。借助于在两个第二电容C18、C19第二之间的中间抽头2，导出所产生的电压峰值。后置的第三电容C1暂存电压中间电路的电能。
[0103]变流器AC/DC将直流电压转换为多相交流电压。为此在变流器AC/DC中设置有晶体管或晶闸管、优选IGBT晶体管。晶体管以由变流器AC/DC自身产生的时钟节拍接通和关断，从而产生任意频率的交流电流，优选产生50Hz或60Hz的电网频率的交流电流。
[0104]变流器AC/DC的计时通过未示出的微控制器来控制和/或调节。
[0105]在交流电压的每个相线中在变流器AC/DC后面设置有电感L11、L12、L13作为滤波器。在每个相线中给这些电感后置有通到每一个第一电容C11、C12、C13的分支点。借助于所述第一电容CU、C12、C13将电压峰值导出到共同的星形点I。
[0106]星形点I和中间抽头2借助于局部中性线LOKALER N导电连接。该连接阻止了在具有第三电容ClO的直流电压区域与具有电感L11、L12、L13的交流电压区域之间的电位跳跃。
[0107]在每个相线中在通到第一电容CU、C12、C13的分支点后面设置有另外的电感L21、L22、L23。借助于所述电感L21、L22、L23阻止了在第一电容C11、C12、C13与感生的电网无功电流之间的谐振。
[0108]在按照本发明的另外的实施例中，在用于太阳能模块的变流器中应用所述的反馈单元，以便将由太阳能模块产生的直流电压转换为交流电压，该交流电压可馈入到交流电压电网中。在此，可产生单相和多相的交流电压。
[0109]在图2中示出的电路结构是之前按照图1描述的电路结构的变型。在此，与第一电容Cll并联连接地设置有第四电容CFlI。与第一电容C12并联连接地设置有第四电容CF12。与第一电容C13并联连接地设置有第四电容CF13。
[0110]第四电容CF11、CF12、CF13的电容值分别小于第一电容Cll、C12、C13的电容值。特别是，第四电容CF11、CF12、CF13的电容值分别小于第一电容Cll、C12、C13的电容值的一半并且大于第一电容C11、C12、C13的电容值的十分之一。优选地，第四电容CF11、CF12、CF13分别大于第一电容C11、C12、C13的电容值的四分之一。
[0111]第四电容0?11、0?12、0?13分别串联连接有一个电阻1?11、1?12、1?13。借助于该并联连接的RC串联电路，可以缓冲电路结构中的共振的振荡。第四电容CF11、CF12、CF13也可称为滤波电容。
[0112]在按照本发明的另外的实施例中，另一用于改善电磁兼容性的装置与局部中性线LOKALER N导电连接。该装置优选为滤波器25，例如电感或另一与地电位或外壳电位导电连接的电容。
[0113]该另一用于改善电磁兼容性的装置能以小的技术成本实现，特别是即使在以大的功率、特别是大于10kW的功率工作的变流器中也能如此。在此，用于改善电磁兼容性的装置的小的电容或电感通过电路结构自身的好的滤波特性实现。
[0114]图3至6示出了按照本发明的电容器布置结构，这些电容器按照图2中示出的电路图接线。在此，第二电容C18由两个并联连接的电容器10和11形成。第二电容C19由两个并联连接的电容器24和26形成。
[0115]第一电容Cll由两个并联连接的电容器20、28形成。第一电容C12由两个并联连接的电容器22、30形成。第一电容C13由两个并联连接的电容器23、31形成。
[0116]第四电容CFll由电容器12形成并且并联连接到电容器23、31。与电容器12串联连接有一个未示出的电阻，该电阻电气地布置在电容器12与星形点I之间。
[0117]第四电容CF12由电容器15形成并且并联连接到电容器22、30。与电容器15串联连接有一个未示出的电阻，该电阻电气地布置在电容器15与星形点I之间设置。
[0118]第四电容CF13由电容器17形成并且并联连接到电容器20、28。与电容器17串联连接有一个未示出的电阻，该电阻电气地布置在电容器17与星形点I之间。
[0119]第一、第二和第四电容(:11、(:12、(:13、(:18、(:19、0?11、0?12、0?13优选设计成薄膜电容器和/或陶瓷电容器。优选地，薄膜电容器和/或陶瓷电容器以轴向结构形式形成。
[0120]在此，轴向结构形式理解为，电容器具有圆柱形壳体，其中该电容器的每一个电连接端设置在圆柱形壳体的每个端面上。
[0121]第一、第二和第四电容(:11、(:12、(:13、(:18、(:19、0?11、0?12、0?13优选设计成低电感式的，特别是，每个第一、第二或第四电容(:11、(:12、(:13、(:18、(:19、0?11、0?12、0?13的电感小于ΙΟηΗ。每个薄膜电容器和/或陶瓷电容器是圆柱形的。每个薄膜电容器和/或陶瓷电容器的两个电连接端设置在相应的端面上。所述连接端分别构造成薄膜电容器和/或陶瓷电容器中的螺纹孔。因此薄膜电容器和/或陶瓷电容器可借助于螺栓和/或螺纹销触点接通。
[0122]电容器10和11的两个各自的第一连接端借助于连接金属板件33相互导电连接并且彼此力锁合地连接，其中，电容器10和11中的每一个电容器螺纹连接到所述连接金属板件33上。在此，分别一个螺栓39穿过连接金属板件33中的凹口并且拧入到电容器10或11中的螺纹中。电容器10和11在此并排地布置在连接金属板件33上。
[0123]电容器24和26的两个各自的第一连接端借助于另一连接金属板件32相互导电连接并且彼此力锁合地连接。优选地，电容器24和26中的每一个电容器与所述连接金属板件32螺纹连接。在此，分别一个螺栓39穿过连接金属板件32中的凹口并且拧入到电容器24或26中的螺纹中。
[0124]三个电容器17、20、28的三个各自的第一连接端分别借助于另一连接金属板件16相互导电连接并且彼此力锁合地连接。
[0125]三个电容器15、22、33的三个各自的第一连接端同样分别借助于另一连接金属板件14相互导电连接并且力锁合地相互连接。
[0126]三个电容器12、23、31的三个各自的第一连接端同样分别借助于另一连接金属板件13相互导电连接并且力锁合地相互连接。
[0127]在此分别两个电容器17和20布置在连接金属板件16的一个端面上，并且第三电容器28布置在连接金属板件16的对置的端面上。电容器17、20、28与连接金属板件16的力锁合的连接优选实施成螺纹连接。在此，螺栓或螺纹销穿过连接金属板件16中的凹口并且与电容器17、20、28螺纹连接。
[0128]特别是，两个电容器20和28相互对置地布置在连接金属板件17的两侧上并且借助于唯一的、未示出的螺纹销相互连接，该螺纹销穿过连接金属板件17中的唯一的凹口。
[0129]电容器12、15和17分别具有一个隔绝部段27。隔绝部段27包围相应电容器12、15和17的连接端37，特别是隔绝部段27径向包围连接端37，特别是隔绝部段27沿周向在一个径向间隔区域中完全包围连接端37。在此，径向限定为相应的圆柱形电容器12、15、17的径向，其中连接端37设置在圆柱体的侧面的中心中。
[0130]隔绝部段27设计成电绝缘的，优选地，隔绝部段27实施成塑料件。
[0131]模块壳体件34在电容器12、15和17的区域中具有特别是圆形的开口，相应的连接端37和隔绝部段27穿过该开口。在此，隔绝部段27径向地布置在模块壳体件34与相应的连接端37之间，从而使连接端37相对于模块壳体件34电绝缘。
[0132]一个未示出的电阻或一个未示出的线圈在一侧上可与连接端37导电连接并且在另一侧上可与模块壳体件34导电连接。
[0133]电容器布置结构设置在模块壳体中。在此模块壳体至少具有第一模块壳体件18和第二模块壳体件34。
[0134]模块壳体件18、34和/或连接金属板件13、14、16、32、33构造成冲弯件，它们优选由钢板、铝板和/或铜板制造。
[0135]模块壳体继而又设置在未示出的变流器壳体中。在此，该模块壳体与变流器壳体电绝缘地设置。
[0136]模块壳体基本上是方形的，其中，模块壳体件18和34用作模块壳体的侧面。模块壳体件18和34亦即基本上构造成具有连接部段36、50的矩形的平面的板件，所述连接部段与所述板件成直角布置。连接部段36、50可用于力锁合地和导电地连接两个模块壳体件18和34。为此，螺栓穿过在两个连接部段36中的各一个开口并且借助于螺母螺纹连接。
[0137]电容器10、11、20、22、23、24、26的各自的第二连接端与模块壳体件34导电地和力锁合地连接。为此，分别一个螺栓37穿过模块壳体件34中的未示出的相应的开口并且拧入到电容器10、11、20、22、23、24、26的相应的连接端中。在此在模块壳体件34与螺栓37的头部之间设置有垫片。
[0138]电容器28、30、31的各自的第二连接端与模块壳体件18导电地和力锁合地连接。为此分别一个螺栓37穿过模块壳体件18中的未示出的相应的开口并且拧入到电容器28、30,31的相应的连接端中。在此在模块壳体件18与螺栓37的头部之间设置有垫片。
[0139]因此模块壳体——其具有模块壳体件18和34以及连接部段36、50——与电容器
10、11、20、22、23、24、26、28、30、31的第二连接端导电连接。由此模块壳体用作星形点I和/或用作局部中性线L0KALERN。
[0140]模块壳体件18、34优选构造成冲压件，其中连接部段36、50分别与相应的模块壳体件18、34—体地形成并且借助于弯曲工艺以直角偏转。由此模块壳体的第三侧面借助于连接部段36、50形成。模块壳体亦即构造成部分敞开。
[0141]在连接金属板件13、14、16与模块壳体件18、34之间分别中间设置有至少一个电容器。连接部段36与连接金属板件33力锁合连接，其中，分别一个隔绝件35布置在连接部段36与连接金属板件33之间。连接金属板件33和连接部段36即相互电绝缘地设置。
[0142]由此，与连接部段36 —体形成的模块壳体件18、34也与连接金属板件33电绝缘地设置。通过模块壳体件18、34，整个模块壳体与连接金属板件32、33电绝缘地设置。
[0143]连接件38力锁合地并且导电地与连接金属板件33连接。借助于连接件38，连接金属板件33可与一个未示出的中间电路电容器导电连接。
[0144]每个相线借助于各一个另外的螺栓21分别与金属板16、14、13之一导电连接。
[0145]具有电容器布置结构的模块壳体设置在一个未示出的上级的变流器壳体中，该变流器壳体具有一个具有电容器布置结构的未示出的变流器。模块壳体在此可力锁合地与上级的变流器壳体连接。优选地设有螺栓19，所述螺栓使模块壳体件18或34的连接部段40与上级的变流器壳体相连接。模块壳体与上级的变流器壳体的力锁合的连接在此实施成电绝缘的。
[0146]变流器壳体至少部分地由金属制造并且与地电位或外壳电位导电连接。
[0147]此外设有滤波器25，该滤波器与模块壳体导电连接。该滤波器25用于改善电容器布置结构的电磁兼容性。滤波器25例如设计成接地的另一电容器。优选地滤波器25与接地的变流器壳体导电连接。
[0148]图7和8示出了电容器布置结构的按照本发明的另一实施例。在此第二电容C18和C19没有包含在该布置结构中。该布置结构在该实施例中仅仅具有第一和第四电容CU、C12、C13、CF11、CF12 和 CF13。
[0149]第一电容Cll同样由两个电容器85、88形成。与电容器85、88并联连接地布置有电容器70，该电容器形成第四电容CFlI。
[0150]第一电容C12由两个电容器84、89形成。与电容器84、89并联连接地设置有电容器73，该电容器形成第四电容CF12。
[0151]第一电容C13由两个电容器80、82形成。与电容器80、82并联连接地设置有电容器76，该电容器形成第四电容CF13。
[0152]三个电容器70、85、88分别借助于连接金属板件71相互连接。电容器70、85、88的相应的第一连接端特别是导电地和力锁合地与相应的连接金属板件71连接。该力锁合连接优选是螺纹连接。
[0153]三个电容器73、84、89分别借助于连接金属板件72相互连接。电容器73、84、89的相应的第一连接端特别是导电地和力锁合地与相应的连接金属板件72连接。该力锁合连接优选是螺纹连接。
[0154]三个电容器76、80、82分别借助于连接金属板件75相互连接。电容器76、80、82的相应的第一连接端特别是导电地和力锁合地与相应的连接金属板件75连接。该力锁合连接优选是螺纹连接。
[0155]电容器布置结构在该实施例中也被两个模块壳体件77和86以形成壳体的方式包围，所述模块壳体件使电容器80、82、84、85、88、89的相应的第二连接端相互导电连接。
[0156]两个模块壳体件77、86借助于连接部段79、87相互导电地和力锁合地连接。在此连接部段79与模块壳体件77 —体形成。连接部段87与模块壳体件86 —体形成。
[0157]在电容器70、73、76与模块壳体件86之间分别电地布置有一个未不出的电阻。
[0158]在图7和8中示出的实施例多方面地可用作电容器星形点电路。
[0159]按照本发明的变流器在其交流电压连接侧与其单极连接侧之间在第一运行方式下用作整流器，也就是AC/DC转换器，或者在第二运行方式下用作逆变器，也就是DC/AC转换器。在此，功率电流在第一运行方式下由交流电压侧指向单极连接侧，而在第二运行方式下相反地指向。
[0160]附图标记列表:
[0161]I星形点
[0162]2中间抽头
[0163]AC/DC 变流器
[0164]ClO 电容
[0165]Cll 电容
[0166]C12 电容
[0167]C13 电容
[0168]C18电容
[0169]C19电容
[0170]DC+端子，高中间电路电位
[0171]DC-端子，低中间电路电位
[0172]LI端子，第一相线
[0173]L2端子，第二相线
[0174]L3端子，第三相线
[0175]Lll电感
[0176]L12电感
[0177]L13电感
[0178]L21电感
[0179]L22电感
[0180]L23电感
[0181]L0KALER N局部中性线
[0182]CFll电容
[0183]CF12电容
[0184]CF13电容
[0185]Rll电阻
[0186]Rl 2电阻
[0187]Rl 3电阻
[0188]10电容器
[0189]11电容器
[0190]12电容器
[0191]13连接金属板件
[0192]14连接金属板件
[0193]15电容器
[0194]16连接金属板件
[0195]17电容器
[0196]18模块壳体件
[0197]19螺栓
[0198]20电容器
[0199]21螺栓
[0200]22电容器
[0201]23电容器
[0202]24电容器
[0203]25滤波器
[0204]26电容器
[0205]27隔绝部段
[0206]28电容器
[0207]30电容器
[0208]31电容器
[0209]32连接金属板件
[0210]33连接金属板件
[0211]34模块壳体件
[0212]35隔绝件
[0213]36连接部段
[0214]37螺栓
[0215]38连接件
[0216]39螺栓
[0217]40连接部段
[0218]50连接部段
[0219]70电容器
[0220]71连接金属板件
[0221]72连接金属板件
[0222]73电容器
[0223]74隔绝件
[0224]75连接金属板件
[0225]76电容器
[0226]77模块壳体件
[0227]78连接件
[0228]79连接部段
[0229]80电容器
[0230]81螺栓
[0231]82电容器
[0232]83螺栓
[0233]84电容器
[0234]85电容器
[0235]86模块壳体件
[0236]87连接部段
[0237]88电容器
[0238]89电容器
【权利要求】
1.一种电路结构，用于具有滤波结构的变流器(AC/DC)， 其中，该电路结构包括一变流器(AC/DC)，该变流器具有一交流电压连接端和一输入或输出侧的单极连接端、特别是直流电压连接端，该交流电压连接端特别是用于多相的输出或输入侧的交流电压源，该单极连接端特别是用于电压中间电路， 其中，所述交流电压连接端与各相线相连接，特别是与三个相线相连接，特别是其中，所述相线具有电感(L11、L12、L13)， 其特征在于， 第一电容(C11、C12、C13)分别布置在一相线与共同的星形点(I)之间， 特别是其中，在一相应的相线与共同的星形点(I)之间、特别是在每个相线与共同的星形点(I)之间分别设置有第一电容(C11、C12、C13)中的一个， 特别是其中，第一电容(C11、C12、C13)中的每一个均大小相同， 其中，第二电容(C18、C19)的串联电路连接在所述单级连接端上并具有一中间抽头⑵， 其中，所述星形点⑴与所述中间抽头⑵在电压中间电路中导电连接，特别是借助于局部中性线(LOKALER N)导电连接， 其中，至少一个第三电容(ClO)与所述串联电路并联连接， 特别是其中，所述串联电路由两个第二电容(C18、C19)、特别是两个大小相同的第二电容(C18、C19)形成。
2.根据上述权利要求至少之一所述的电路结构，其特征在于，该相应的相线、特别是每个相线具有电感(Lll、L12、L13、L21、L22、L23)——特别是电网滤波器的电感(Lll、L12、L13、L21、L22、L23)-的串联电路， 其中，所述相应的相线、特别是每个相线具有一中间抽头(2)， 特别是其中，所述中间抽头(2)布置在两个电感(L11、L12、L13、L21、L22、L23)之间，特别是其中，由中间抽头(2)设置在电网侧的相应的电感(L21、L22、L23)是导线电感，或者导线电感和滤波器扼流电感的串联电路。
3.根据上述权利要求至少之一所述的电路结构，其特征在于， 第三电容(ClO)的电容值大于第二电容(C18、C19)中每个单个电容的电容值，优选地，第三电容(ClO)的电容值是第二电容(C18、C19)中每个单个电容的电容值的至少10倍。
4.根据上述权利要求至少之一所述的电路结构，其特征在于， 所述局部中性线(LOKALER N)借助于另一滤波器(25)与地电位导电连接，特别是其中，所述另一滤波器(25)被设计成一电容器。
5.根据上述权利要求至少之一所述的电路结构，其特征在于， 与每个第一电容(C11、C12、C13)并联地分别设置有一由第四电容(CF11、CF12、CF13)和电阻(R11、R12、R13)构成的串联电路， 特别是其中，所述串联电路彼此相同， 特别是其中，各第四电容(CF11、CF12、CF13)的电容值分别小于相应的第一电容(C11、C12、C13)的电容值的一半并大于相应的第一电容(C11、C12、C13)的电容值的十分之一，特别是其中，第四电容(CFl 1、CF12、CF 13)的电容值小于相应的第一电容(Cll、C12、C13)的电容值的一半并大于相应的第一电容(C11、C12、C13)的电容值的四分之一。
6.根据上述权利要求至少之一所述的电路结构，其特征在于， 所述局部中性线(LOKALER N)是金属板件，该金属板件与各个第一、第二电容(C11、C12、C13、C18、C19)的各自一个连接端导电连接，该金属板件机械地保持形成或具有相应的电容(C11、C12、C13、C18、C19)的电容器(10、11、12、15、17、20、22、23、24、26、28、30、31)，特别是其中，所述局部中性线(LOKALER N)被设计成多件式的。
7.根据上述权利要求至少之一所述的电路结构，其特征在于， 所述局部中性线(LOKALER N)被构造成这样成形的金属板件，使得该金属板件至少部分地为形成第一、第二电容(Cll、C12、C13、C18、C19)的电容器(10、11、20、22、23、24、26、28、30、31)形成壳体， 特别是其中，所述局部中性线(LOKALER N)为形成第一、第二、第四电容(Cll、C12、C13、C18、C19、CF11、CF12、CF 13)的电容器(10、11、12、15、17、20、22、23、24、26、28、30、31)形成壳体。
8.根据上述权利要求至少之一所述的电路结构，其特征在于， 局部中性线(LOKALER N)机械地保持电容器(10、11、12、15、17、20、22、23、24、26、28、30.31)并用作与该局部中性线相连接的电容器(10、11、12、15、17、20、22、23、24、26、28、30.31)的冷却体。
9.一种电容器布置结构，所述电容器分别具有至少一个电连接端， 特别是其中，所述电容器布置结构包括根据上述权利要求之一所述的电路结构， 其特征在于， 每个电容器(10、11、20、22、23、24、26、28、30、31)分别以一连接端与一模块壳体件(18,34)导电连接， 其中，这些电容器(10、11、20、22、23、24、26、28、30、31)借助于该模块壳体件(18,34)相互导电连接， 其中，该模块壳体件(18、34)至少部分地为所述电容器(10、11、20、22、23、24、26、28、30.31)形成壳体， 特别是其中，该模块壳体件(18,34)用作所述电容器(10、11、20、22、23、24、26、28、30、31)的冷却体。
10.根据上述权利要求至少之一所述的电容器布置结构，其特征在于， 至少两个电容器(10、11、20、22、23、24、26、28、30、31)并联连接， 和/或由所述模块壳体件(18、34)和至少一个另外的模块壳体件(18、34)两件式地或多件式地形成一个模块壳体。
11.根据上述权利要求至少之一所述的电容器布置结构，其特征在于， 电容器(10、11、20、22、23、24、26、28、30、31)与所述模块壳体件(18,34)力锁合连接，其中，用于所述力锁合连接的固定部件、特别是螺栓或螺纹销同时用作电容器(10、11、20、22、23、24、26、28、30、31)的相应连接端的电触点接通部。
12.根据上述权利要求至少之一所述的电容器布置结构，其特征在于， 分别两个电容器(20、22、23、28、30、31)相互对置地布置在一连接金属板件(13、14、16)的两侧上， 其中，该连接金属板件使电容器(12、15、17、20、22、23、28、30、31)与单相或多相交流电压源的一相线电连接， 特别是其中，电容器(20、22、23、28、30、31)借助于唯一的连接件与所述连接金属板件(13、14、16)力锁合和/或形锁合地连接并且彼此之间力锁合和/或形锁合地连接，该连接件优选被构造成螺栓或螺纹销， 特别是其中，该连接件用作电容器(20、22、23、28、30、31)的相应第二连接端的电连接部。
13.根据上述权利要求至少之一所述的电容器布置结构，其特征在于， 变流器壳体以形成壳体的方式包围模块壳体，该模块壳体至少具有所述模块壳体件(18,34), 其中，变流器壳体至少部分地由金属制造， 其中，变流器壳体与地电位导电连接， 特别是其中，在变流器壳体与模块壳体之间设置有与变流器壳体和模块壳体导电连接的另一滤波器、特别是一电容器， 特别是其中，模块壳体借助于电绝缘的保持件机械地保持在变流器壳体中。
14.根据上述权利要求至少之一所述的电容器布置结构，其特征在于， 至少一个电容器(12、15、17)具有隔绝部段，该隔绝部段设置在电容器(12、15、17)的连接端与模块壳体件(18、34)之间，特别是其中，该隔绝部段设计成电绝缘的， 特别是其中，该隔绝部段径向包围电容器(12、15、17)的连接端，特别是沿周向在径向间隔区域中完全包围电容器的连接端， 特别是其中，一电阻(R11、R12、R13)和/或线圈与电容器(12、15、17)的连接端并与模块壳体件(18、34)导电连接。
15.根据上述权利要求至少之一所述的电容器布置结构，其特征在于， 用于与相线相连接的连接金属板件(13、14、16)借助于螺栓与交流电压电网的相应的相线导电连接， 和/或模块壳体件(18、34)和/或连接金属板件分别被构造成由金属板组成的冲弯件，特别是被构造成铜板冲压件、铝板冲压件或钢板冲压件， 和/或电容器(10、11、12、15、17、20、22、23、24、26、28、30、31)被构造成薄膜电容器、特别是轴向结构形式的薄膜电容器， 和/或电容器(10、11、12、15、17、20、22、23、24、26、28、30、31)被构造成陶瓷电容器、特别是轴向结构形式的陶瓷电容器， 特别是其中，电容器(10、11、12、15、17、20、22、23、24、26、28、30、31)中的每一个均具有小于1nH的电感。
【文档编号】H02M7/00GK104205601SQ201380015721
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月4日 优先权日:2012年3月22日
【发明者】K·马拉伦斯 申请人:索尤若驱动有限及两合公司