用於因中間電路電容器故障導致絕緣損壞的保護電路的製作方法
2023-09-11 18:37:45 1
用於因中間電路電容器故障導致絕緣損壞的保護電路的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於EC馬達（6）的中間電路（1），包括至少兩個相同的串聯的電容器（10a,10b）,電容器用於連接標稱工作在額定電壓(UZK)的EC馬達（6）的電子換向裝置（5），其特徵在於：將變阻器(12a,12b)分別與每個串聯電容器(10a,10b)並行連接，其中，所有變阻器(12a,12b)都被同樣地設計，並且規定電容器(10a,10b)和變阻器(12a,12b)的大小，使得變阻器(12a,12b)的門限電壓低於各個並行連接的電容器(10a,10b)的擊穿電壓，並且在電容器(10a,10b)或變阻器(12a,12b)故障的情況下，剩餘變阻器(12a,12b)的門限電壓之和，即並聯到剩餘電容器(10a,10b)的各變阻器(12a,12b)的電壓，小於或等於中間電路（1）的額定電壓(UZK)，並且串聯變阻器(12a,12b)的門限電壓之和大於中間電路(1)的額定電壓(UZK)。
【專利說明】用於因中間電路電容器故障導致絕緣損壞的保護電路
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用於EC馬達的中間電路，包括至少兩個相似的串聯的電容器，所 述電容器用於連接EC馬達的電子換向裝置，使其在額定電壓下能標稱操作。本發明進一步 涉及一種具有該中間電路的EC馬達。
[0002] 出於空間和成本方面的原因，該中間電路通常用於取代具有單個較大電容器的中 間電路。
【背景技術】
[0003] 在故障模擬的應用環境下，對於故障，要檢查電動機的中間電路，這在低壓準則下 執行以便用於進行產品鑑定和檢查符合性。在此，例如，電容器故障的影響也可以通過已經 故障的電容器中的短路來驗證。由於一個串聯電容器的短路，在剩下的那個串聯電容器上 會發生過壓。在某些情況下，這將導致電容器的爆炸，並且因此而釋放的爆炸電容器的電解 材料將被灑落，尤其是灑落到中間電路的導體板上。中間電路的導體板包括用於在網絡電 路和可接觸金屬部件之間產生所需要的絕緣的絕緣基板，其防止發生電擊的危險。由於在 導體板的絕緣基板的區域上聚集了電解液，在電源電路和可接觸金屬部件之間的漏電痕跡 就增加了，並且在驗證對低壓準則的符合性的情況下，高壓測試不能成功通過。因此，故障 模擬存在負面的效果。
[0004] 在已知的中間電路中，需要防止電容器的爆炸，例如，通過在元件之前增加串聯的 保險絲。然而，安裝在元件之前的保險絲只對過強電流作出反應，因此，只有在將要爆炸的 電容器產生該高電流的時候才會反應，因此，在某些情況下，電容器仍然會爆炸。而且用於 中間電路內高直流電壓的保險絲也是非常大的，並且他們也產生相對較高的成本。可選地 或可額外地，在已知的中間電路中，通過對電容器進行特殊封裝來防止電解液材料的散落。 導體板的封裝是昂貴的，產生了額外的成本，並且，受制於電路，其並不能以使得電解液無 法到達電路的任何其他區域的方式實現。這些方案是複雜的、成本高，並且他們需要相對大 的安裝空間。
【發明內容】
[0005] 本發明基於的問題在於：儘可能以最簡單、可靠、成本節約並且節省空間的方式在 電容器的短路測試中使中間電路和低壓準則相符合。
[0006] 根據本發明，此問題通過以下方式解決：分別將變阻器與每個串聯電容器並聯，其 中，所有變阻器都設計相同，並且規定電容器和變阻器的大小以便變阻器的門限電壓低於 各個並聯電容器的擊穿電壓，並且在電容器或變阻器故障的情況下，剩餘變阻器，即各個並 聯到剩餘電容器的變阻器的門限電壓的和，小於或等於中間電路的額定電壓，並且串聯變 阻器的門限電壓之和大於中間電路的額定電壓。
[0007] 由於變阻器的門限電壓小於電容器的擊穿電壓，且由於變阻器已被如此限定，在 變阻器故障的情況下，剩餘變阻器的門限電壓之和小於或等於中間電路的額定電壓，所以 可以確保，只要電容器或變阻器故障，在剩餘變阻器上的部分額定電壓就會超過他們各自 的門限電壓。因此，剩餘變阻器的電阻就會大大減小，從而在並聯的電容器上的工作電壓就 會立即降低，並且不會達到擊穿電壓，從而可靠地保護了電容器而不會爆炸。由於變阻器的 門限電壓之和大於中間電路的額定電壓，可以確保，所有工作的電容器都標稱工作，變阻器 的門限電壓不會達到中間電路的額定電壓。變阻器的電阻在門限電壓之下相對高，並且在 標稱工作中，小於門限電壓的部分額定電壓被施加到每個電容器，分別施加到並聯的每個 變阻器上。因此可以確保中間電路的標稱工作能力。相比於現有在電解液電容器之前的保 險絲，其優點在於在電容器爆炸之前變阻器就已經短路了電容器。此外，相比較而言，變阻 器更有利於封裝，並且他們需要更小的安裝空間，從而節省了空間和成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008] 本發明的進一步細節、特徵和有利變形從下面描述的實施例、附圖以及所附權利 要求書中得以闡述和再現。這裡：
[0009] 圖1顯示了根據本發明的在標稱工作下的具有電源入口電路、保險絲和整流器的 中間電路的框圖，和
[0010] 圖2顯示了根據本發明的在故障情況下具有電源入口電路、保險絲和整流器的中 間電路的框圖。
[0011] 在附圖的不同的標記中，相同的部件總是具有相同的參考數字。
【具體實施方式】
[0012] 關於下面的描述，明確強調的是，本發明並不限制於這些實施例，並且也不限於所 描述的特徵的組合的全部或部分；相反，每個單獨的部分特徵/每個實施例與在此描述的 所有其他部分特徵分離開來以及與另一實施例的任何特徵組合，其自身也具有發明的意 義，獨立於特徵的組合以及權利要求的參考也可以。
[0013] 在圖1中，展示了在標稱工作下的具有保險絲3和整流器4的電源入口電路2的 根據本發明的中間電路1。中間電路1通過電子換向裝置5連接到馬達6。中間電路1以 額定電壓U ZK在標稱狀態下工作，該額定電壓是由電源入口電路2和整流器4產生的。這 裡，存在額定電流IN流入量，電源入口電路的保險絲3被設計得相對於該額定電流來說具 有足夠的大小。中間電路包括多個串聯的電容器l〇a，10b。設計電容器10a，10b以便它們 彼此相同，尤其是具有相同的擊穿電壓和電容。這裡，規定了擊穿電壓以便所有串聯的電容 器10a，10b的擊穿電壓的和大於中間電路的額定電壓U ZK。
[0014] 所展現的中間電路1的實施例包括兩個電容器10a，10b，優選是兩個電解液電容 器。原則上，根據本發明的中間電路1也可以包括多於兩個串聯的電容器l〇a，10b。在標稱 工作狀態下，在所展現的實施例中，部分額定電壓U ZK/2被施加到電容器10a，10b。電容器 10a, 10b的擊穿電壓分別大於UZK/2。
[0015] 關於串聯電容器10a，10b，變阻器12a，12b在所有情況下都並行連接到每一個電 容器10a，10b。這裡也規定了變阻器的大小以便他們相互相同，尤其是具有典型地應用給各 個變阻器的相同的門限電壓。
[0016] 規定變阻器12a，12b的大小以便串聯變阻器12a，12b的門限電壓之和大於中間 電路1的額定電壓υζκ。在所展現的實施例中，變阻器12a，12b的門限值大於部分額定電壓 UZK/2。因此，在標稱工作下，在各個電容器10a，10b和並聯變阻器12a，12b上的部分額定電 壓分別小於各個變阻器12a，12b的門限電壓。在標稱工作狀態下，變阻器12a，12b的電阻 具有相對高的歐姆值，因此，電容器不會短路。這防止了變阻器在標稱工作下引起短路。
[0017] 對於在故障情況下需要保護的電容器10a，10b，電容器10a，10b和變阻器12a，12b 被規定了大小，以便變阻器12a，12b的門限電壓小於各個並聯的電容器10a，10b的擊穿電 壓，並且在電容器l〇a，10b或變阻器12a，12b故障的情況下，剩餘變阻器12a，12b的門限電 壓之和，即並聯到剩餘電容器l〇a，10b的變阻器12a，12b的電壓之和，小於/等於中間電路 1的額定電壓U ZK。
[0018] 對於所展現的實施例，應當確定的是，電容器10a，10b的擊穿電壓〉變阻器 12a，12b，的門限電壓，並且額定電壓U ZK彡變阻器12a，12b的門限電壓〉UZK/2。
[0019] 在圖2中，表示了在故障情況下的同一電路，尤其是在電容器10a，10b其中一個處 於短路的情況下。為了防止由於串聯到附加電容器l〇a，10b的電容器10a，10b的故障導致 對絕緣的破壞，必須防止電容器l〇a, 10b爆炸。在施加過壓之後，電容器10a, 10b的爆炸並 不會立發生。
[0020] 在電容器10b故障的情況下，並聯變阻器12b被短路，在剩餘電容器10a上的部分 額定電壓以及在並聯到所述電容器上的變阻器12a上的部分額定電壓增加。在所展示的實 施例中，在電容器l〇a和變阻器12a上的部分額定電壓增加到兩倍。如果部分額定電壓增 加超過電容器l〇a的擊穿電壓，那麼將存在電容器10a爆炸的危險。然而，由於變阻器12a 的門限電壓小於電容器l〇a的擊穿電壓，所以變阻器12a的內阻突然變小並短路並聯電容 器l〇a，從而在達到其擊穿電壓之前降低電容器10a上的部分額定電壓。
[0021] 由於通過變阻器12a所實現的短路，所以存在過電流，因此電源輸入電路的保險 絲3會響應並在切斷整個電路。
[0022] 圖1和圖2顯示了具有單相電源的電子設備。然而，作為保護電路的電容器 10a, 10b和變阻器12a, 12b的配置也適用於具有多相電源的電子設備。
[0023] 本發明並不局限於所展示和描述的實施例，相反，其也包括具有根據本發明的相 同效果的所有實施方式。需要明確強調的是，這些實施例並不限於所有特徵的組合；相反， 每個單獨的部分特徵與其他所有部分特徵分離開來，其自身也可以具有發明的意義。而且， 至此本發明也不限制於在各自獨立權利要求中限定的特徵的組合；相反，其也可以由整體 上公開的所有單獨特徵的某些特徵的任何其他需要的組合來限定。這就意味著，在實際原 則上，各個獨立權利要求的任何單個特徵可以被省略或由本申請其他地方公開的至少一個 單獨特徵來代替。為了達到那樣的程度，權利要求書應當被理解為僅僅是明確敘述本發明 的最初嘗試。
【權利要求】
1. 一種用於EC馬達（6)的中間電路（1)，包括至少兩個相同的串聯的電容器 (10a，10b)，電容器用於連接標稱工作在額定電壓（U ZK)的EC馬達（6)的電子換向裝置（5)， 其特徵在於：將變阻器（12a，12b)分別與每個串聯電容器（10a，10b)並聯，其中，所有變阻 器（12a，12b)都被同樣地設計，並且規定電容器（10a，10b)和變阻器（12a，12b)的大小，使 得變阻器（12a，12b)的門限電壓低於各個並行連接的電容器（10a，10b)的擊穿電壓，並且 在電容器（l〇a，10b)或變阻器（12a，12b)故障的情況下，剩餘變阻器（12a，12b)的門限電 壓之和，即並聯到剩餘電容器（l〇a，10b)的各變阻器（12a，12b)的電壓，小於或等於中間電 路（1)的額定電壓（U ZK)，並且串聯變阻器（12a，12b)的門限電壓之和大於中間電路⑴的 額定電壓（UZK)。
2. -種具有根據權利要求1所述的中間電路的EC馬達。
【文檔編號】H02H7/16GK104143816SQ201410146937
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2013年5月10日
【發明者】史蒂芬·康姆雷特 申請人:穆爾芬根依必派特股份有限公司