Capacitancia compuesta y uso de la misma.

Una capacitancia compuesta que comprende una pluralidad de módulos de condensadores (32,

33, 34, 35) queson físicamente distinguibles entre sí en términos de propiedades mecánicas o eléctricas y que están conectadoseléctricamente entre sí, donde cada una de la pluralidad de los módulos de condensadores comprende un númerode condensadores de base (12) montados sobre, y conectados eléctricamente a, una Placa de Circuito Impreso,PCB, específica de un módulo (11); y donde todos los condensadores de base de la pluralidad de módulos decondensadores son de un tipo individual.

Capacitancia compuesta y uso de la misma

Campo Técnico La invención se refiere al campo de los componentes capacitivos para dispositivos de energía eléctrica, y en particular a una capacitancia compuesta usada como una capacitancia de enlace de CC en un convertidor de la frecuencia de la energía eléctrica.

Antecedentes de la técnica Un convertidor de la frecuencia de la energía eléctrica convierte una tensión alterna de una sola fase o de tres fases en una tensión alterna con otra frecuencia y/o número de fases. Un convertidor de la frecuencia de última generación tal como se representa en la Figura 8 comprende, por lo general, un rectificador que convierte la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) , un inversor que convierte la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA) , así como un enlace de CC que conecta el rectificador y el inversor. El enlace de CC comprende un componente capacitivo que actúa como almacenamiento de energía y filtro para la tensión del enlace de CC.

Un componente capacitivo convencional usado en un convertidor de la frecuencia de la energía u otro dispositivo de energía comprende uno o varios condensadores que se montan directamente sobre una placa de un circuito principal del convertidor de la frecuencia de la energía y tienden a ocupar una gran superficie sobre la placa del circuito principal. Además, para un fabricante de una amplia gama de dispositivos de energía basados en condensadores de una pluralidad de distintos tipos de condensadores, la gestión de la cadena de suministro es una cuestión importante. Por último, la sustitución de un condensador que falla sobre la placa del circuito principal podría necesitar mucho tiempo y ser pesado.

Por lo tanto, es un objeto de la presente invención crear un componente capacitivo que supere los inconvenientes que se han mencionado anteriormente.

La patente de Estados Unidos Nº 6215278 desvela un sólo tipo de módulos de condensadores con forma de caja con mayor densidad de empaquetamiento y que alberga células de condensadores conectadas en serie, para su colocación en bancos de condensadores con un disipador de calor montado sobre el extremo de una superficie de los módulos situados en el exterior del banco. Los circuitos impresos flexibles colocados sobre cualquier superficie del módulo incluyen interconexiones para controlar las señales. Las células plegadas de los condensadores no están montadas rígidamente sobre una placa de soporte sino firmemente comprimidas entre dos placas de presión en los extremos opuestos de las células apiladas.

La patente de Estados Unidos Nº 4912597 desvela un banco de condensadores con diez condensadores de base colocados unos al lado de los otros en dos filas paralelas, estando los condensadores de cada fila conectados eléctricamente a una respectiva de dos Placas de Circuito Impreso dieléctricas paralelas (PCB) . Las dos PCB son idénticas y comprenden revestimientos de cobre y bandas dieléctricas configuradas y colocadas exactamente de la misma manera. En consecuencia, los dos módulos que consisten cada uno en una PCB y una fila de cinco condensadores no se pueden distinguir físicamente.

Breve Sumario de la invención De acuerdo con la presente invención, se propone una capacitancia compuesta que comprende una pluralidad de módulos de condensadores físicamente distinguibles conectados eléctricamente entre sí. Cada uno de los módulos de condensadores comprende un número de condensadores de base montados sobre y conectados eléctricamente a una Placa de Circuito Impreso específico de un módulo (PCB) , donde todos los condensadores de base a partir de la pluralidad de módulos son de un sólo tipo.

En el contexto de la presente invención, los módulos de condensadores físicamente distinguibles presentan 55 propiedades mecánicas y/o eléctricas distintas. Es decir, dos módulos de condensadores sobre la pluralidad de los módulos de condensadores físicamente distinguibles pueden tener un número diferente de condensadores de base. O las PCB de los dos módulos se pueden distinguir en la forma, tamaño, espesor, o topografía. Los módulos distinguibles pueden diferir adicionalmente en el cableado interno, los circuitos impresos, o la interconexión eléctrica de los condensadores de base montados sobre ellos.

La composición de una capacitancia compuesta sobre un solo tipo de condensadores de base simplifica considerablemente tanto su producción como su mantenimiento. La flexibilidad espacial ganada por el uso de una pluralidad de módulos de condensadores conectados eléctricamente entre sí es ventajosa en aquellos dispositivos de energía eléctrica en los que el volumen disponible para el componente capacitivo dentro del dispositivo podría 65 estar limitado o restringido de otro modo en al menos una dirección. Una colocación geométricamente flexible habilitada por distintos módulos de condensadores, que incluyen la posibilidad de colocarlos en un ángulo arbitrario entre sí y ocupar las zonas periféricas en el dispositivo de energía cuyos componentes capacitivos convencionales son incapaces de llenar, por último, consume menos espacio dentro del dispositivo de energía.

De acuerdo con una realización preferente de la presente invención, al menos uno de los módulos de 5 condensadores está montado sobre y conectado eléctricamente a una placa de soporte con un eje central de todos sus condensadores de base cilíndrica colocados básicamente en paralelo a la superficie de la placa de soporte.

De acuerdo con otra realización preferente de la presente invención, los condensadores de base de un módulo están colocados en un lado o en ambos lados de la PCB específica de un módulo. Los condensadores de base están conectados eléctricamente a través de circuitos impresos sobre o dentro de la PCB específica de un módulo con el fin de constituir la capacitancia total del módulo de condensadores.

De acuerdo con otra realización preferente de la presente invención, los módulos comprenden componentes adicionales tales como circuitos de división de tensión, condensadores de alta frecuencia, circuitos de carga y

descarga o circuitos de diagnóstico de condensadores colocados sobre la PCB específica de un módulo. Los componentes adicionales contribuyen a una funcionalidad más completa de la capacitancia compuesta, mediante la simplificación de una conexión con otros módulos, que extienden un ancho de banda de alta frecuencia y que detectan el rendimiento del módulo, respectivamente.

De acuerdo con otra realización preferente de la presente invención, la PCB específica de un módulo puede comprender orificios que permiten que el aire de refrigeración pase a través y establezca un flujo de aire de refrigeración en una dirección paralela al eje central de los condensadores de base. Los orificios se proporcionan en una zona de solapamiento con la zona abierta entre los condensadores de base en los que la PCB es visible cuando se visualiza el módulo en dicha dirección.

La presente invención también se refiere a un uso de la capacitancia compuesta que se ha mencionado anteriormente en forma de una capacitancia de Enlace de CC en un convertidor de la frecuencia de la energía de baja tensión o de media tensión con restricciones de espacio.

Breve descripción de los dibujos La Figura1 muestra una capacitancia compuesta de acuerdo con la presente invención;

Las Figuras 2, 3 y 4 representan tres módulos de condensadores para una capacitancia compuesta;

Las Figuras 5 y 6 muestran dos secciones transversales esquemáticas de un módulo de condensadores;

La Figura 7 representa cinco módulos de condensadores en base a cinco diferentes tipos de condensadores de base;

La Figura 8 muestra un diagrama esquemático de un convertidor de la frecuencia de la energía de la técnica anterior.

Realizaciones Preferentes de la Invención 45 La Figura1 representa una capacitancia compuesta con una pluralidad de módulos de condensadores (32, 33, 34 y 35) que comprenden cada uno una PCB específica de un módulo (Placa de Circuito Impreso) y que está montada sobre una placa de soporte (31) . La pluralidad de módulos de condensadores están conectados eléctricamente entre sí en conexión en serie y/o en paralelo por medio de circuitos de conexión adecuados sobre la placa de soporte. Los módulos de condensadores y la placa de soporte en conjunto forman una capacitancia compuesta o un componente capacitivo para su uso en un dispositivo de energía eléctrica tal como un convertidor de la frecuencia de la energía. Cada módulo de condensadores comprende una sola PCB específica de un módulo, y todos los condensadores de base cilíndrica (36) colocados... [Seguir leyendo]

1. Una capacitancia compuesta que comprende una pluralidad de módulos de condensadores (32, 33, 34, 35) que son físicamente distinguibles entre sí en términos de propiedades mecánicas o eléctricas y que están conectados eléctricamente entre sí, donde cada una de la pluralidad de los módulos de condensadores comprende un número de condensadores de base (12) montados sobre, y conectados eléctricamente a, una Placa de Circuito Impreso, PCB, específica de un módulo (11) ; y donde todos los condensadores de base de la pluralidad de módulos de condensadores son de un tipo individual.

2. La capacitancia compuesta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que un primer módulo de condensadores sobre la pluralidad de módulos de condensadores físicamente distinguibles tiene un número de condensadores de base que es diferente de un número de condensadores de base sobre un segundo módulo de condensadores sobre la pluralidad de módulos de condensadores físicamente distinguibles.

3. La capacitancia compuesta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que las PCB específicas de un módulo de dos módulos de condensadores sobre la pluralidad de módulos de condensadores físicamente distinguibles difieren en la forma, tamaño, espesor, topografía, o en la interconexión eléctrica de los condensadores de base a montar sobre ellas.

4. La capacitancia compuesta de acuerdo con la reivindicación 1, donde al menos uno de los módulos de condensadores comprende condensadores de base cilíndricos montados sobre una PCB específica de un módulo, caracterizada por que la PCB específica de un módulo está montada sobre una placa de soporte con un eje central de todos los condensadores de base cilíndricos colocados básicamente en paralelo a la superficie de la placa de soporte.

5. La capacitancia compuesta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que los condensadores de base están colocados sobre un lado o sobre ambos lados de la PCB específica de un módulo; y por que los condensadores de base están conectados a través de circuitos impresos de la PCB específica de un módulo.

6. La capacitancia compuesta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que al menos uno de los módulos comprende al menos uno de un circuito divisor de tensión, un circuito de condensadores de alta frecuencia, un circuito de carga y descarga, y un circuito de diagnóstico de condensadores colocado sobre la PCB específica de un módulo.

7. La capacitancia compuesta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la PCB específica de un módulo comprende orificios que permiten que el aire de refrigeración pase a través y circule entre medias de los condensadores contiguos.

8. Un uso de una capacitancia compuesta de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes en un Enlace de 40 CC de un convertidor de la frecuencia de la energía.