一種高頻諧振加熱電容器的製作方法
2023-05-17 03:49:26
專利名稱：一種高頻諧振加熱電容器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電容器件，更具體地指一種高頻諧振加熱電容器，該電容器主要應用於金屬薄板加熱系統的高頻諧振電路中。
背景技術：
不同用途的電容器在結構上有很大差別，但是電容器壽命都與溫升有關。所以，電容器的溫度特性就包括了電容器的工作溫度範圍，額定工作溫度和溫度曲線。一般額定工作溫度有85℃和105℃兩檔，高溫電容可到125℃。高頻感應加熱電源設備的槽路中應用的是高頻諧振加熱電容器，這種電容器額定工作頻率和額定工作電壓較高。因此，通過電容器的電流比較大，工作時發熱量很大，特別是電容器在高頻狀態下損耗值上升更是突出問題。所以電容器就是一個很大的發熱體。這樣，長時間工作運行，電容器表面溫升不斷升高，同時不斷加速電容器介質老化，最終惡性循環導致電容器失效。所以，現有的電容器設計技術就是圍繞溫升要小，運行壽命要長為主攻目的。傳統的高頻諧振電容器通常採用油浸式冷卻結構，電容器芯子採用加大薄膜介質厚度，以此來達到上述溫升小、運行壽命長的目。但同時又存在電容器產品體積大，外部串聯焊接點多，油介質易洩漏等缺點，因此沒有從根本上有效地解決電容器的溫升和壽命問題。
發明內容
本實用新型的目的提供一種高頻諧振加熱電容器，該電容器不但能減少溫升、延長運行壽命，還能克服傳統的高頻諧振電容器存在的上述缺點。
為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種高頻諧振加熱電容器，包括殼體、電極和以及由數個電容器單元芯子相連接構成的電容器芯組，電容器芯組周圍設有絕緣填料且置於殼體內，
其中，所述的電容器為一乾式結構，且電容器內埋設有冷卻器，冷卻器有兩個與外部冷卻管連接的引出端。
所述的冷卻器為「W」型冷卻器。
所述的電容器芯組包括數個電容器單元芯子，電容器單元芯子兩兩相互串聯連接後再並聯連接。
所述的電容器芯組的單元芯子的數量為十六隻。
所述的每一電容器芯組的單元芯子包括四個相互串接的電容。
所述的電容器有三個電極，其中兩個為主電極，另一個為傳熱輔助電極。
在本實用新型的上述技術方案中，主要將電容器設計為乾式結構，並採用了在電容器內部埋設了冷卻器，冷卻器的兩個引出端與與外部冷卻管連接，電容器在工作時所產生的熱量則可通過冷卻器進行散熱，這樣能有效地將電容器內部發出的熱量散發出去，延長了電容器運行壽命，且使得電容器的結構緊湊，製造工藝更為簡單；而電容器芯組採用單元芯子兩兩串接後並接的形式，以及電容器芯子採用四個相互串接的電容能保證電容器在較高的溫度時不容易擊穿，克服了外部串聯焊接點多、裝配工藝複雜、對卷繞設備要求高的缺點。
圖1為本實用新型的電容器結構示意圖。
圖2為本實用新型的電容器芯組等效原理示意圖。
圖3為本實用新型的電容器單元芯子等效原理示意圖。
圖4為本實用新型的電容器引出電極示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1所示，本實用新型的電容器也包括殼體1、電極A、B、C和以及由數個電容器單元芯子相連接構成的電容器芯組3，電容器芯組3周圍設有絕緣填料4且置於殼體1內，與傳統電容器不同之處，本實用新型的電容器設有採用油浸式結構，它設計為一乾式結構，並且電容器內埋設有冷卻器5，冷卻器5有兩個與外部冷卻管連接的引出端，冷卻器5為「W」型冷卻器，冷卻器5的設計能有效地增強電容器的散熱能力，以保證電容器發熱引起的自身溫度升高不超過電容器介質的使用溫度極限。因為電容器介質材料在超過其允許的溫度後，擊穿場強急劇下降，容易在高溫下發生熱擊穿，同時電容器在高溫下長時間工作也容易引起電容器介質材料的熱老化擊穿。
請繼續參閱圖2、圖3所示，所述的電容器芯組3包括數個電容器單元芯子，電容器單元芯子兩兩相互串聯連接後再並聯連接，電容器單元芯子的數量為十六隻，每一電容器單元芯子包括四個相互串接的電容，即，電容器芯組3採用為8並聯2串聯，電容器單元芯子4串聯的結構，單元芯子設計容量為73nF。設計工作場強僅4.375VAC/μm，單元芯子的工作電壓為79VAC。同時，由於聚丙烯膜在高溫高頻條件下，具有優異的耐電壓和損耗特性，因而選用18μm聚丙烯膜做介質，可以保證在超額定較高溫度時，電容器也不會擊穿。
而傳統電容器中，若選用同樣厚度的介質薄膜，電容器單元芯子則要使用8個外部串聯結構，加大了焊接等工藝難度，降低了產品可靠性。若採用4層18μm聚丙烯膜疊加在一起卷繞，則對卷繞設備的要求很高，同時卷繞的過程中，薄膜介質層夾入大量的空氣，降低了產品的電氣性能。若採用一層72μm聚丙烯膜，則由於薄膜本身的特性，介質材料的電氣性能有很大的幅度的降低。一般來說，聚丙烯薄膜的單位場強在薄膜厚度較小時，有所增加，但當薄膜厚度大到一定程度時，就會逐漸降低。
因此本實用新型的電容器與傳統電容器比較，其結構設計、材料選用都顯得比較合理，有利於提高了電容器可靠性。
請再參閱圖4所示，本實用新型的電容器採用三引出電極，有三個電極A、B、C，其中兩個電極A、B為主電極，另一個電極C為為電容器內部傳熱輔助電極，該電極除了傳熱作用外，還兼有固定電容器的作用。
為減小電容器引出電極的接觸電阻，採用5μm鋁箔作為電容器引出極板，端面採用鉛錫合金噴金處理。同時電極材料採用鍍錫紫銅，增大引出極板厚度，最大程度地減小接觸電阻，降低電容器的損耗。
在裝配工藝上，每個電容器單元芯子裝配時，芯子均勻排列，每個芯子之間均留有一定的間隙，能夠使灌注料充分均勻的充填，使電容器內部的溫度傳遞均勻。同時選用導熱性能優異的聚氨酯來灌封，充分提高了電容器散熱效果，穩定了電容器的電氣性能。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而並非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書範圍內。
權利要求1.一種高頻諧振加熱電容器，包括殼體、電極和以及由數個電容器單元芯子相連接構成的電容器芯組，電容器芯組周圍設有絕緣填料且置於殼體內，其特徵在於所述的電容器為一乾式結構，且電容器內埋設有冷卻器，冷卻器有兩個與外部冷卻管連接的引出端。
2.如權利要求1所述的高頻諧振加熱電容器，其特徵在於所述的冷卻器為「W」型冷卻器。
3.如權利要求1或2所述的高頻諧振加熱電容器，其特徵在於所述的電容器芯組包括數個電容器單元芯子，電容器單元芯子兩兩相互串聯連接後再並聯連接。
4.如權利要求3所述的高頻諧振加熱電容器，其特徵在於所述的電容器芯組的單元芯子的數量為十六隻。
5.如權利要求1或2或4所述的高頻諧振加熱電容器，其特徵在於所述的每一電容器單元芯子包括四個相互串接的電容。
6.如權利要求3所述的高頻諧振加熱電容器，其特徵在於所述的每一電容器芯組的單元芯子包括四個相互串接的電容。
7.如權利要求5所述的高頻諧振加熱電容器，其特徵在於所述的電容器有三個電極，其中兩個為主電極，另一個為傳熱輔助電極。
8.如權利要求6所述的高頻諧振加熱電容器，其特徵在於所述的電容器有三個電極，其中兩個為主電極，另一個為輔助電極。
專利摘要本實用新型公開了一種高頻諧振加熱電容器，包括殼體、電極和以及由數個電容器單元芯子相連接構成的電容器芯組，電容器芯組周圍設有絕緣填料且置於殼體內，電容器乾式結構，在電容器內部埋設了冷卻器，冷卻器的兩個引出端與外部冷卻管連接，電容器在工作時所產生的熱量則可通過冷卻器進行散熱，能延長電容器運行壽命，同時電容器的結構緊湊，製造工藝更為簡單；此外，電容器芯組採用單元芯子兩兩串接後並接的形式，以及每個單元電容器芯子採用四個相互串接的電容能保證電容器在較高的溫度時不容易擊穿，克服了外部串聯焊接點多、裝配工藝複雜、對卷繞設備要求高的缺點。
文檔編號H01G4/38GK2899063SQ20052004708
公開日2007年5月9日 申請日期2005年11月30日 優先權日2005年11月30日
發明者宋豔麗, 儲松潮, 廖國斌, 嚴敏炯, 徐利忠, 崔銀林, 潘焱堯 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司, 安徽銅峰電子(集團)公司