电气设备和用于制造电气设备的方法与流程

本发明涉及一种电气设备和用于制造电气设备的方法。

背景技术：

由文献DE 10 2012 005 622 A1已知一种用于变流器的具有滤波装置的电路装置。

技术实现要素：

因此，本发明的任务在于，改进电气设备和用于制造电气设备的方法，其中，应改善安全性。

按照本发明在电气设备中根据在权利要求1中提出的特征解决该任务，并且在用于制造电气设备的方法中根据在权利要求14中提出的特征解决该任务。

在具有电路板和壳体件的电气设备、特别是变流器中，本发明的重要特征在于，在电路板上配备有、特别是焊接连接有接头件，其中，接头件具有间隔部段和连接部段，其中，电路板借助于间隔部段与壳体件间隔开，其中，连接部段具有螺纹部段，特别是其中，连接部段与电路板上的至少一个印制导线导电连接。

在此有利地，接头件可与电路板安全地连接。

有利地，接头件在工作步骤中可在电路板上配备另外的构件并且在另一工作步骤中以另外的构件与电路板是可焊接连接的。因此改善环境保护。

有利地，电路板和配备在电路板上的电气构件借助于间隔部段与壳体件是可间隔开的。因此改善电气设备的击穿强度。由电气构件到壳体件的电压击穿是可避免的。

在一个有利的设计方案中，接头件设计为复合件，其中，连接部段由导电材料制造，特别是由金属制造，其中，间隔部段由绝缘材料制造，特别是由塑料制造。在此有利的是，接头件借助于连接部段以简单的方式和方法与电路板是可焊接连接的。借助于电气绝缘设计的间隔部段，电路板和配备在电路板上的电气构件与壳体件是可间隔开的。因此在具有电气构件的电路板与壳体件之间的空气间隙是可预定的。改善了电气设备的安全性。

在一个有利的设计方案中，间隔部段设计为塑料注塑件。在此有利的是，间隔部段能以简单的方式和方法成本有利地制造。

在一个有利的设计方案中，间隔部段被喷注到连接部段上。在此有利的是，间隔部段能以简单的方式和方法与连接部段安全地连接。有利地，间隔部段可在唯一的工作步骤中制造并且可与连接部段连接。

在一个有利的设计方案中，连接部段至少部分地由间隔部段覆盖。在此有利的是，间隔部段至少部分地包围连接部段。由此间隔部段与连接部段的连接在机械上可稳定和安全地设计。

在一个有利的设计方案中，间隔部段包围连接部段的棱边、特别是板棱边。在此有利的是，间隔部段至少部分地包围连接部段的棱边。因此改善间隔部段与连接部段的连接的机械稳定性和安全性。

在一个有利的设计方案中，电路板配备有电气构件，其中，间隔部段被如此设置在电路板与壳体件之间，使得电路板上的所述电气构件与壳体件之间具有最小间距。在此有利的是，改善电气设备的击穿强度。因此改善电气设备的安全性。

在一个有利的设计方案中，在所述电气构件与壳体件之间的间距——亦即空气间隙——大于5mm。在此有利的是，电气设备的击穿电压大于10kV。因此在高运行电压下也能实现电气设备的安全运行。

在一个有利的设计方案中，连接部段具有：至少一个接头部段、特别是亦即联接脚；至少一个支承部段；以及螺纹部段。在此有利的是，连接部段可紧凑地设计。

在一个有利的设计方案中，连接部段设计成一件式的。在此有利的是，连接部段可成本有利地制造。在此构件是可节省的，那么改善了环境保护。

在一个有利的设计方案中，连接部段设计为冲弯件，特别是设计为冲弯板件。在此有利的是，连接部段能够以简单的方式和方法制造。

在一个有利的设计方案中，一个或所述接头部段穿过电路板中的一个孔突出并与电路板的一个印制导线焊接连接。在此有利的是，接头件在与配备在电路板上的电气构件相同的工作步骤中可与电路板焊接连接。

在一个有利的设计方案中，支承部段在电路板平面中的垂直投影以如下角度包围孔在电路板平面中的垂直投影，该角度在孔的投影的周向方向上大于180°，特别是大于230°。在此有利的是，接头件可防倾斜地设置在电路板上。改善在连接部段的焊接中的安全性，因为一个或多个接头部段安全地设置在一个或多个孔中。焊接错误的风险是可降低的。

在一个有利的设计方案中，支承部段垂直于电路板的电路板平面的法线向量。在此有利的是，接头件可防倾斜地设置在电路板上。接头件具有大的朝向电路板的表面。支承部段的朝向电路板的表面有利地为支承部段的总表面的至少30％，特别是40％。

有利地可阻止与电路板焊接连接的接头件的折断。

在一个有利的设计方案中，壳体件具有冲裁的、贯穿该壳体件的缺口，其中，螺纹件能够被引导穿过缺口之一，和/或螺纹部段被与缺口对齐地设置，其中，借助于螺纹件能够将壳体件与连接部段导电连接。在此有利的是，借助于螺纹件能够将电路板上的电气构件与接地电位连接。因此能实现与接地电位的可选择连接。

有利地，电气设备可匹配于不同应用，这些应用使得用于供电的不同低压电网是需要的。在IT系统中——该系统设计为无接地的电网——应用无螺纹件的电气设备，因为电路板上的电气构件必须与接地壳体件绝缘。IT系统用于具有小的扩展和对故障安全性提出高要求的小电网中，例如在医院中。用于人员保护的附加保护措施是需要的，如例如绝缘监控装置、过电流保护装置、故障电流保护装置和/或故障电压保护装置。

在具有中性导体零线的低压电网中，如例如TN系统或TT系统中，电气构件部分地与接地电位连接。由此相比于在IT系统中例如借助于故障电流保护开关可更容易地识别故障电流。具有中性导体零线的低压电网也就相比于IT系统可显著更大地设计。

用于螺纹件的缺口有利地在一个工作步骤中可连同另外的缺口、例如通风孔一起制造。

有利地，电气构件借助于螺纹件可与接地壳体件连接。因此电气设备不仅可用于具有中性导体零线的电网而且也可用于没有中性导体零线的电网。与相应电网的匹配以简单的方式和方法借助于螺纹件旋入接头件中或者借助于螺纹件的拆松和除去而实现。

在一个有利的设计方案中，壳体件用作接地接头。在此有利的是，电气设备可紧凑地设计。在此构件是可节省的。改善了环境保护。

在一个有利的设计方案中，螺纹件被引导穿过壳体件中的缺口并与螺纹部段螺旋连接，特别是其中，该螺旋连接被设计成自锁的，其中，螺纹件将壳体件与连接部段导电连接。在此有利的是，在壳体件与连接部段之间的导电连接能以简单的方式和方法建立。该连接可安全地实现，其中，螺栓可抗振地连接。

在一个有利的设计方案中，在螺纹件的螺钉头与壳体件之间设置有孔板。在此有利的是，在螺纹件与壳体件之间的支承面是可增大的，因此改善导电能力。

在一个有利的设计方案中，间隔部段具有缺口，螺纹件能够被引导穿过该缺口，特别是螺纹件被引导穿过该缺口。在此有利的是，间隔部段可夹持在壳体件与连接部段之间。在此，螺纹件的压紧力可均匀地分布到部分地包围螺纹件的间隔部段上。有利地，弹性设计的间隔部段用作机械缓冲机构以防止壳体件振动。壳体件的振动被如此缓冲并且电路板被振动缓冲地设置在壳体中。

在一个有利的设计方案中，所述缺口延伸穿过间隔部段。在此有利的是，螺纹件可引导穿过间隔部段。

在一个有利的设计方案中，间隔部段基本上设计成U形的，其中，在U的腿部之间能够设置螺纹件的区域，特别是在U的腿部之间设置有该螺纹件的区域。在此有利的是，材料是可节省的。改善了环境保护。

在一个有利的设计方案中，在电路板上配备有第一电容，其中，第一电容具有共同的星形汇接点，星形汇接点与接头件的连接部段导电连接，特别是借助于印制导线导电连接。在此有利的是，第一电容的故障电流可借助于接头件导出。因此改善电气设备的安全性。

在一个有利的设计方案中，星形汇接点借助于接头件接地。在此有利的是，接地能以简单的方式和方法稳定和安全地实现。

在一个有利的设计方案中，在电路板上配备有第一电容，其中，第一电容具有共同的星形汇接点，其中，星形汇接点与第四电容导电连接，其中，第四电容与接头件的连接部段连接，特别是借助于电路板的至少一个印制导线连接，其中，第四电容被电气地设置在星形汇接点与接头件之间，特别是其中，星形汇接点、第四电容和接头件形成串联电路。在此有利的是，第四电容用作附加的滤波器，借助于该滤波器，高频干扰电流是可导出的。改善了电压稳定性。因此改善电气设备的安全性。

在一个有利的设计方案中，第四电容借助于接头件接地。在此有利的是，干扰电流可引导到接地电位。因此改善电气设备的安全性。

在一个有利的设计方案中，在电路板上配备有多个第二电容，其中，这些第二电容形成串联电路，该串联电路具有中间抽头，特别是其中，中间抽头与星形汇接点导电连接。在此有利的是，高频电位参考在电路的交流电压部分与直流电压部分之间是可建立的。借助于电位参考可抑制在电路的交流电压部分与直流电压部分之间的电位跳跃。该电位跳跃基于电气设备的开关模式产生。

在一个有利的设计方案中，第二电容被与第三电容并联地、特别是与变流器的中间电路电容器并联地设置。在此有利的是，高频电位参考在中间电路与变流器的交流电压部分之间是可建立的。因此可释放通过壳体件的接地连接。

在一个有利的设计方案中，电气设备具有多相的、输入侧的交流电压连接端，该交流电压连接端对于每相分别具有接头机构，其中，交流电压连接端给整流器供电，其中，相应的接头机构借助于相应的相线与整流器的相应的输入电极连接，其中，每个相线分别具有抽头，其中，在每个抽头与星形汇接点之间分别电气地设置有第一电容。在此有利的是，第一电容用作用于电气设备的滤波系统。借助于第一电容，高频故障电流可导出到星形汇接点。因此改善安全性。

在一个有利的设计方案中，电气设备具有逆变器，其中，在整流器与逆变器之间设置有具有第三电容作为中间电路电容器的电压中间电路，特别是其中，逆变器由第三电容供电。在此有利的是，电气设备可设计为变流器。借助于变流器可给电机供电，该电机的转动频率借助于变流器是可调节的。

在一个有利的设计方案中，在每个相线中在相应的接头机构与用于相应的第一电容的相应抽头之间设置有相应的第一电感。在此有利的是，第一电容和第一电感形成用于电气设备的电网滤波器。因此改善电气设备的安全性。

在一个有利的设计方案中，在每个相线中在用于相应的第一电容的相应抽头与整流器的相应的输入电极之间设置有相应的第二电感。在此有利的是，第一电容与第二电感形成用于电气设备的电网滤波器。因此改善电气设备的安全性。

在用于制造具有至少两个电气设备变体/变型的电气设备结构系列的特别是如上所述和/或根据针对电气设备的保护权利要求之一的电气设备的方法中本发明的重要特征在于，可选择性地制造第一电气设备变体或第二电气设备变体，其中，在第一方法步骤中给电路板配备至少一个接头件和各个电容器，其中，电容器具有共同的星形汇接点，特别是接头件与该星形汇接点导电连接，其中，在第二方法步骤中将电路板设置在具有壳体件的接地的壳体中，其中，使星形汇接点在第一电气设备变体的制造中与接地的壳体电气绝缘，其中，在可选的第三方法步骤中为了制造第二电气设备变体而将星形汇接点与接地的壳体导电连接，其方法是：将连接机构、特别是螺纹件穿过壳体件中的缺口并与接头件可拆松地连接。

在此有利的是，电气设备能以简单的方式和方法匹配于在无接地的低压电网或在具有中性导体零线的低压电网中的运行。

有利地，电气构件与接地壳体件的连接可拆松地实现。电气设备那么随后可改型用于在另一种低压电网中的运行。

在一个有利的设计方案中，在第三方法步骤中将螺纹件旋入接头件中。在此有利的是，螺纹件可以简单的方式和方法与接头件连接和拆松。有利地，螺旋连接可设计成自锁的。因此螺纹件可抗振动地与接头件连接。

在一个有利的设计方案中，将螺纹件与接地的壳体件导电连接，特别是其中，螺纹件接触壳体件。在此有利的是，螺纹件用作电气连接机构。有利地，螺纹件相比于电缆连接具有更小的电阻。因此能实现接地壳体件与接头件的低欧姆连接。亦即改善安全性。

另外的优点由从属权利要求产生。本发明不限于权利要求的特征组合。对于本领域内技术人员而言，权利要求和/或各个权利要求特征和/或说明书和/或附图的特征的另外的有意义的组合可能性特别由提出的任务产生和/或由通过与现有技术的比较提出的任务产生。

附图说明

现在根据附图进一步阐明本发明：

图1示出按照本发明的电气设备的原理电路图；

图2示出在第二变型中按照本发明的电气设备的细节俯视图；

图3示出在第一变型中按照本发明的电气设备的细节俯视图；

图4示出在第二变型中按照本发明的电气设备的细节斜视图，其中，分解地示出螺纹件。

具体实施方式

图1中示出的原理电路图示出电气设备，优选变流器，具有三相交流电压连接端1、整流器5以及逆变器8。交流电压连接端1具有三个接头机构。分别一个电感(2、3、4)与每个接头机构串联地设置。

整流器5具有配置给交流电流的相应相的输入电极。

在交流电压连接端1的接头机构与整流器5的输入电极之间，每个相具有相线。

在相应电感(2、3、4)与整流器5之间，每个相具有分支，该分支与分别一个第一电容(14、19、20)连接。电容(14、19、20)与共同的星形汇接点18连接。星形汇接点18借助于设置在中间的连接机构16可与接地连接进行连接。在连接机构16与星形汇接点18之间设置第四电容15。

在整流器5与逆变器8之间的电压中间电路中设置有第二电容(6、13)的串联电路，该串联电路与第三电容11并联。在第二电容(6、13)之间设置中间抽头7，该中间抽头与星形汇接点18连接。

第二电容(6、13)和第三电容11那么设置在直流电压中间电路中。第三电容11也称为中间电路电容器。

变流器的构件设置在壳体10中。壳体10至少部分地设计为导电的，优选壳体10由金属材料制造。壳体10与接地接头12导电连接并因此接地。

逆变器8在输出侧与负载连接，负载优选地是电机M。负载具有壳体，该壳体与接地连接端9导电连接，因此负载的壳体接地。

在图2和4中示出变流器的第二变型的细节图。变流器的电路板38配备有电容器(34、35、36)，其用作电容(14、15、19、20)。

配备的电路板38设置在壳体中，该壳体具有至少两个壳体件(31、32)。壳体件32具有至少一个缺口、特别是孔，螺纹件30被穿过该缺口引导。优选地，在壳体件32与螺纹件30的螺钉头之间在螺纹件30上设置孔板41。

壳体件32具有另外的缺口44用于变流器的通风，特别是亦即通风孔。这些缺口44至少部分地设置在具有用于螺纹件30的缺口的平面中。

优选地，壳体件32设计为冲弯件，从而用于螺纹件30的缺口和用于通风的缺口44在一个工作步骤中是可制造的。缺口44那么是可冲制的。

在电路板38上配备有接头件40，用于将至少一个与电容器(34、35、36)连接的印制导线与壳体件32导电连接。接头件40那么具有至少一个接头部段39，该接头部段被插入电路板38的孔中，焊接连接和/或与印制导线导电连接。优选地，接头件40具有两个接头部段39。

被穿过壳体件32引导的螺纹件30与接头件40连接，特别是也就是导电连接。为此，接头件40具有螺纹部段43，螺纹件30被旋入该螺纹部段中。

接头件40具有支承部段37。支承部段37垂直于电路板38的电路板平面的法线向量由电路板38的边缘区域延伸到电路板38中。优选地，支承部段37设计成U形。优选地，接头部段39被设置在U形支承部段37的腿部之间。在此，接头部段39由支承部段37延伸出。

支承部段37在电路板平面中的垂直投影以如下角度包围孔在电路板平面中的垂直投影，该角度在孔的投影的周向方向上大于180°，特别是大于230°。该角度是对于在电路板38中的孔的重心的圆周角。

电路板38设计成平面并具有环氧树脂。

本领域内技术人员将电路板平面理解为这样的平面，电路板38在电路板厚度极小的情况下具有该平面。

接头件40具有一件式的连接部段42，连接部段具有螺纹部段43、接头部段39以及支承部段37。连接部段42设计为冲弯件，优选设计为冲弯板件。优选地，连接部段42由金属材料制造。因此连接部段42设计为导电的。

在另一未示出的实施例中，连接部段42具有缺口，螺纹套容纳在其中，特别是焊接或钎焊地容纳在其中。螺纹套具有用于与螺纹件30连接的内螺纹。

接头件40具有间隔部段33。间隔部段33将壳体件32与连接部段42间隔开。间隔部段33设计为绝缘的。优选地，间隔部段33由塑料制造，特别是制造为塑料注塑件。优选地将塑料喷注到连接部段42上。接头件40是复合件，优选是由塑料和金属制成的复合件。

间隔部段33具有缺口，螺纹件30可穿过该缺口引导。该缺口设计为贯通的缺口并且由螺纹部段43延伸到壳体件32。优选地，间隔部段33设计成U形的。优选地，螺纹件30的一个部段——优选是螺纹部段——被设置在U的腿部之间。

在连接部段42与壳体件32之间的间距至少和在配备的电路板38与壳体件32之间的空气间隙一样大。因此，间隔部段33改善变流器的击穿强度。优选地，由间隔部段33引起的在配备的电路板38与壳体件32之间的间距——亦即空气间隙——为至少5mm，这相应于至少10kV的击穿电压。

图3示出变流器的第一变型的细节图。

在第一变型中，如在第二变型中那样将接头件40配备在电路板38上。在此但是在第一变型中将连接部段42与壳体件32电气绝缘地设置。间隔部段33用作绝缘机构。优选地，间隔部段33与壳体件32间隔开地设置。在此，在间隔部段33与壳体件32之间的空气间隙小于1mm，优选小于0.5mm。

变流器在第一变型中那么不具有连接机构、特别是螺纹件30，该连接机构将壳体件32与接头件40相互导电连接。在此，用于螺纹件30的缺口用作用于变流器的通风孔。

在另一未示出的按照本发明的实施例中，将接头件40以SMD技术借助于表面技术与电路板38连接。为此，接头件40的支承部段37同时用作连接部段42。

附图标记列表：

M 电机

1 交流电压连接端

2 电感

3 电感

4 电感

5 整流器

6 电容

7 中间抽头

8 逆变器

9 接地连接

10 壳体

11 电容

12 接地连接

13 电容

14 电容

15 电容

16 连接机构

17 接地连接

18 星形汇接点

19 电容

20 电容

30 螺纹件

31 壳体件

32 壳体件

33 间隔部段

34 电容器

35 电容器

36 电容器

37 支承部段

38 电路板

39 接头部段

40 接头件

41 孔板

42 连接部段

43 螺纹部段

44 缺口