用于连接到电转换器的输出端子的电磁兼容滤波器布置、电转换器系统以及制造电磁兼容滤波器布置的方法

技术领域

本发明总体上涉及在电力转换应用中使用的电磁兼容(EMC)滤波器布置。然而，具体地，但不排他地，本发明涉及一种用于连接到电转换器(例如，被配置为操作电动机)的输出端子的电磁兼容滤波器布置、包括这种电磁兼容滤波器布置的电转换器系统以及制造该滤波器布置的方法。

背景技术

已知的EMC滤波器被制造为例如具有灌封EMC电容器、具有到电转换器的输出端子的布线并因此最终远离端子(例如，数十厘米远)的单个单元，并且性能不是最佳的，甚至很差。滤波器布置，特别是在多相应用中，趋向于变得昂贵且体积庞大，并且需要仔细考虑其与电转换器等连接的安装。此外，这种滤波器布置当连接到输出端子时难以断开，因为必须单独断开与每个输出端子的滤波电容器的连接。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于连接到电转换器的输出端子的电磁兼容滤波器布置、电转换器系统以及制造用于连接到电转换器的输出端子的电磁兼容滤波器布置的方法。本发明的另一目的在于，电磁兼容滤波器布置、电转换器系统和所述方法提供了成本高效且容易的方式来将电磁兼容滤波器布置设置为靠近转换器的输出端子，并且还使得在需要时更容易断开滤波器布置。

本发明的目的通过如由各个独立权利要求限定的用于连接到电转换器的输出端子的电磁兼容滤波器布置、电转换器系统以及制造用于连接到电转换器的输出端子的电磁兼容滤波器布置的方法来实现。

根据第一方面，提供了一种用于连接到电转换器(例如，变频器或逆变器)的输出端子的电磁兼容滤波器布置。电磁兼容滤波器布置包括多个电磁兼容滤波器设备。每个设备包括电路板以及电路板中的第一连接元件(例如，连接器和/或导电贴片等)，该第一连接元件用于提供到电转换器的输出端子的电连接或将连接到电转换器的输出端子。此外，每个设备还包括：电路板中的第一连接器，用于连接到多个电磁兼容滤波设备中的另一个电磁兼容滤波设备；以及至少一个电容器，在电路板中并电连接在第一连接元件和第一连接器之间。另外，电磁兼容滤波器布置包括：电连接布置(例如，电缆或一组电缆)，用于将所述多个电磁兼容滤波器设备的第一连接器彼此连接。

在优选实施例中，电连接布置可以包括多个第三连接器，其适于可移除地连接到第一连接器中的相应第一连接器。

此外，第三连接器的数量可以是至少三个，并且第三连接器可以彼此串联连接。

在一些实施例中，电连接布置具有例如Y电缆中的一个公共端或耦合点(具有第三连接器之一)以及多个其他端。电连接布置可以被适配为使得：仅当公共端或耦合点也连接到相应第一连接器时，其他端才经由公共端或耦合点彼此电连接(因此其他端可以经由相应第一连接器连接)。因此，公共端或耦合点与相应第一连接器的分离也同时引起其他端的电断开，即使它们保持附接到其相应第一连接器，因为其他端之间的电连接通过公共端或耦合点与第一连接器的分离而中断。

备选地或附加地，至少一个设备可以包括：至少与至少一个电磁兼容滤波器设备的第一连接元件、第一连接器和至少一个电容器电分离的第二连接器，用于当第三连接器未连接到第一连接器或与第一连接器分离/断开时提供电连接布置的第三连接器的固定位置。

在各种实施例中，电磁兼容滤波器布置可以是LC滤波器布置，并因此包括用于与输出端子连接地布置的多个电感器。

此外，每个设备可以包括电路板上的第二连接元件，其经由电路板中的导体轨道连接到第一连接元件。第二连接元件可以被布置为连接到外部设备，优选地连接到电动机的电机相。

根据第二方面，提供了一种电转换器系统。该电转换器系统包括：多个输出端子，例如用于三相应用的三个输出端子；以及电转换器，包括控制器和至少多个半导体开关，该多个半导体开关被配置为在输出端子处产生交流输出电压。此外，电转换器系统优选地包括根据第一方面的电磁兼容滤波器布置，其具有相对于输出端子的数量(例如三个)的相应数量的电磁兼容滤波器设备。电磁兼容滤波器设备被布置为通过电连接布置(例如，Y电缆等)分别与输出端子电连接。

在各种实施例中，输出端子可以相对于彼此间隔开布置，并且设备的电路板可以彼此上下间隔开布置，例如形成多层组件。

备选地或附加地，设备可以彼此上下布置，在横向方向上相对于它们的中心部分至少部分地未对齐。

根据第三方面，提供了一种制造用于连接到电转换器的输出端子的电磁兼容滤波器布置的方法。该方法包括：生产或获得多个电磁兼容滤波器设备，并且生产或获得用于将所述多个电磁兼容滤波器设备的第一连接器彼此连接的电连接布置。每个设备包括电路板、电路板中的用于提供到电转换器的输出端子的电连接或将被连接到电转换器的输出端子的第一连接元件、电路板中的用于连接到多个电磁兼容滤波器设备中的另一个电磁兼容滤波器设备的第一连接器、以及在电路板中并电连接在第一连接元件和第一连接器之间的至少一个电容器。

此外，电连接布置可以包括多个第三连接器，其将可移除地连接到第一连接器中的相应第一连接器。另外，第三连接器的数量可以是至少三个，并且第三连接器彼此串联在例如具有一个公共端和多个其他端的Y电缆中。

在一些实施例中，至少一个设备可以包括：至少与至少一个电磁兼容滤波器设备的第一连接元件、第一连接器和至少一个电容器电分离的第二连接器，用于当第三连接器未连接到第一连接器时提供电连接布置的第三连接器的固定位置，从而提供第三连接器的空闲位置或“停放空间”。

在各种实施例中，电磁兼容滤波器布置可以是LC滤波器布置，并且包括用于与输出端子连接地布置的多个电感器。

此外，每个设备还可以包括电路板上的第二连接元件，其经由电路板中的导体轨道连接到第一连接元件，其中，第二连接元件被布置为连接到外部设备，优选地连接到电动机的电机相。

根据另一方面，提供了一种用于连接到电转换器(例如，变频器或逆变器)的输出端子的电磁兼容滤波器布置。电磁兼容滤波器布置包括多个电磁兼容滤波器设备。每个设备包括电路板、电路板中的用于提供到电转换器的输出端子的电连接或将连接到电转换器的输出端子的第一连接元件、电路板中的用于连接到多个电磁兼容滤波器设备中的另一个电磁兼容滤波器设备的第一连接器、在电路板中并电连接在第一连接元件和第一连接器之间的至少一个电容器、以及至少与至少一个电磁兼容滤波器设备的第一连接元件、第一连接器和至少一个电容器电分离的第二连接器。电磁兼容滤波器布置还包括用于将所述多个电磁兼容滤波器设备的第一连接器彼此连接的电连接布置，其中，电连接布置包括适于可移除地连接到第一连接器中的相应第一连接器的多个第三连接器，其中，当第三连接器未连接到第一连接器时，多个电磁兼容滤波器设备的第二连接器适于提供电连接布置的相应第三连接器的固定位置或空闲位置。

本发明提供了一种用于连接到电转换器的输出端子的电磁兼容滤波器布置、电转换器系统以及制造用于连接到电转换器的输出端子的电磁兼容滤波器布置的方法。本发明提供优于已知解决方案的优点在于，其提供了一种成本高效且容易的方式来将电磁兼容滤波器布置设置为靠近电转换器的输出端子，并且还使得在需要时非常容易地断开滤波器布置。在设备之一发生故障的情况下，仅需要替换损坏的设备，从而避免了替换整个滤波器布置。

基于以下详细描述，各种其他优点对于技术人员将变得清楚。

表述“一些”在本文中可以指从一开始的任何正整数，即一、二、三等。

表述“多个”可以指从二开始的任何正整数，即二、至少二、三、至少三、四等。

如果没有另外明确说明，术语“第一”、“第二”和“第三”在本文中用于将一个元件与其他元件区分开，而不是对它们进行特别的优先化或排序。

本文提出的本发明的示例性实施例不应被解释为对所附权利要求的适用性构成限制。动词“包括”在本文中用作开放式限制，其不排除还未记载的特征的存在。除非另有明确说明，否则所附权利要求中记载的特征可以相互自由地组合。

被认为是本发明的特性的新颖特征在所附权利要求中具体阐述。然而，当结合附图阅读时，根据以下对具体实施例的描述，将最好地理解本发明本身的构造和其操作方法两者以及其附加的目标和优点。

附图说明

在附图中以示例的方式而非限制的方式示出了本发明的一些实施例。

图1A和图1B示意性地示出了电磁兼容滤波器设备。

图2示意性地示出了电磁兼容滤波器布置和电转换器系统。

图3A和图3B示意性地示出了电磁兼容滤波器布置。

图4示意性地示出了电转换器系统。

图5示出了制造电磁兼容滤波器布置的方法的流程图。

具体实施方式

图1A和图1B示意性地示出了电磁兼容滤波器设备101A。如前文所讨论的，优选地，存在包括在电磁兼容滤波器布置中的多个这种设备(可选地相同，然而，至少在功能上相似)。图1A以透视图示出了设备101A，并且图1B以顶视图示出了设备101A。

在图1A和图1B中，电磁兼容滤波器设备101A包括电路板11和在电路板11中的第一连接元件16，该第一连接元件16用于提供到例如电转换器的输出端子的电连接。设备101A还包括在电路板11中的用于连接到多个电磁兼容滤波器设备中的另一个的第一连接器14、以及在电路板11中并电连接在第一连接元件16和第一连接器14之间的至少一个电容器12。在图1A和图1B所示的实施例中，存在三个并联连接的电容器12，然而，电容器12的数量可以取决于实施例而变化。图1A和图1B中用虚线示出了一些电连接，优选地经由电路板11中的导体或导体轨道。

图1B还示意性地示出了连接到第一连接器14的电连接布置20，其相对于设备101A在外部。

图2示意性地示出了用于连接到电转换器210的输出端子202A-202C的电磁兼容滤波器布置100、以及电转换器系统200。电磁兼容滤波器布置100包括多个电磁兼容滤波器设备101A-101C，在这种情况下，作为示例示出了三个电磁兼容滤波器设备作为三相转换器。

设备101A-101C中的每一个至少包括电路板11、电路板11中的第一连接元件16，该第一连接元件16用于提供到电转换器210的输出端子202A-202C的电连接。设备101A-101C中的每一个还包括电路板11中的第一连接器14，其用于连接到多个电磁兼容滤波器设备101A-101C中的另一个电磁兼容滤波器设备。此外，设备101A-101C中的每一个包括在电路板11中并且电连接在第一连接元件16和第一连接器14之间的至少一个电容器12，或者如图1A和图1B中的若干个电容器12。

此外，电磁兼容滤波器布置100包括电连接布置20(例如，电缆或一组电缆)，其用于将所述多个电磁兼容滤波器设备101A-101C的第一连接器14彼此连接。

在各种实施例中，电连接布置20可以包括多个第三连接器22A-22C，其适于可移除地连接到第一连接器14中的相应第一连接器14。因此，第三连接器22A-22C能够容易地与第一连接器14连接和断开。例如，可以存在分别用于第三连接器22A-22C和第一连接器14的凸连接器部分和凹连接器部分，或者反之亦然。此外，第三连接器22A-22C的数量可以是至少三个，并且第三连接器22A-22C可以彼此串联连接在例如具有一个公共端或耦合点以及多个其他端的Y电缆中。

在一些实施例中，电连接布置20具有例如Y电缆中的一个公共端或耦合点(例如，包括在第三连接器22A-22C之一中)(在图2中为22A)以及多个其他端(在图2中为22B和22C)。电连接布置20可以被适配为使得：仅当公共端或耦合点22A也连接到相应第一连接器14时，其他端22B、22C才经由公共端或耦合点22A彼此电连接(因此其他端22B、22C可以经由第一连接器14彼此连接)。因此，公共端或耦合点22A与相应第一连接器14的分离也同时引起其他端22B、22C的电断开，即使它们保持附接到其相应第一连接器14，因为其他端22B、22C之间的电连接通过公共端或耦合点22A与其相应第一连接器14的分离而中断。这提供了将电连接布置20与电转换器210的输出断开的容易方式。

在一些实施例中，设备101A-101C中的至少一个、或一些或甚至每一个可以包括至少与相应的至少一个电磁兼容滤波器设备101A-101C的第一连接元件16、第一连接器14和至少一个电容器12电分离的第二连接器15，其用于当第三连接器22A-22C未连接到第一连接器14时提供电连接布置20的第三连接器22A-22C的固定位置。这个/这些虚设连接器被布置为用作断开的第三连接器22A-22C(优选地仅它们之一(在一些情况下对应于公共端或耦合点))的空闲位置或“停放”位置，以防止具有电短路风险的自由悬挂电缆。因此，第二连接器15适于容纳第三连接器22A-22C，并因此，第二连接器15的形状和结构可以与第一连接器14的形状和结构基本相同，或者具体地其连接器壳体基本相同，但也不一定。如所理解的，作为“虚设”的第二连接器15可以不包括电连接，而是仅包括被配置为容纳第三连接器22A-22C的连接器壳体。

此外，在一些实施例中，电磁兼容滤波器布置100可以是LC滤波器布置，并因此包括用于与输出端子202A-202C连接地布置的一些或多个电感器。图2中用电转换器210和设备101A-101C之间的虚线示出了这种电感器。进一步可以看出，电感器可以是耦合电感器。

在一些实施例中，设备101A-101C中的每个设备可以包括电路板11上的第二连接元件17，其经由电路板11中的导体轨道连接到第一连接元件16，其中，第二连接元件17被布置为连接到外部设备，优选地连接到电动机220的电机相。

因此，根据各种实施例的转换器系统200也可以适于例如在其输出端子202A-202C处包括用于布置成与第二连接元件17和外部设备连接的引脚或其他这种导电端子部分，如图4中将示出的。

此外，除了如上所述的多个输出端子202A-202C和电磁兼容滤波器布置100之外，电转换器系统200还可以包括电转换器210，该电转换器210包括控制器(未示出)和至少多个半导体开关，该至少多个半导体开关被配置为在输出端子202A-202C处产生交流输出电压。

图3A和图3B示意性地示出了电磁兼容滤波器布置100。如前文所讨论的，电磁兼容滤波器布置100可以包括在电转换器系统200中。

如图3A所示，电转换器系统200(例如具体地，其电转换器210)包括相对于彼此间隔开布置的输出端子202A-202C。因此，设备101A-101C的电路板11也彼此上下间隔开布置，例如形成多层组件。从图3A中可以看出，设备101A-101C以对齐的方式彼此上下布置。这由图中的竖直虚线示出。这种组件产生紧凑的结构，其中电连接布置20可以方便地被布置为在设备101A-101C的第一连接器14之间延伸。

图3B示出了电磁兼容滤波器布置100的另一实施例。在这种情况下，设备101A-101C彼此上下布置，在横向方向上相对于它们的中心部分至少部分地未对齐。这由图中的竖直虚线示出。可以清楚地看到，竖直线的下端是间隔开的。间距可以是例如至少两厘米或甚至五厘米。

图4示意性地示出了电转换器系统200。以透视图示出了转换器系统200。可以看出，电转换器系统200包括转换器210的多个输出端子202A-202C。如图所示，电转换器系统200实际上还可以包括输入端子111A-111C。电转换器210包括控制器(未示出)和至少多个半导体开关，该至少多个半导体开关被配置为在输出端子202A-202C处产生交流输出电压。交流或直流电压/电流可以供应给输入端子111A-111C。

从图4中可以看出，转换器系统200还包括电磁兼容滤波器布置100，其具有相对于输出端子202A-202C的数量的相应数量的电磁兼容滤波器设备101A-101C。为了便于阅读，电磁兼容滤波器设备101A-101C被布置为通过图4中未示出的电连接布置20分别与输出端子202A-202C电连接。此外，仅对最上面的设备101A添加附图标记，然而，应当理解，其他两个设备101B、101C也包括在图中，并且它们的电路板11清晰可见。

在图4中，与图3B类似，设备101A-101C彼此上下布置，在横向方向上相对于它们的中心部分至少部分地未对齐。

图5示出了制造电磁兼容滤波器布置的方法的流程图。

项目或方法步骤500涉及该方法的启动阶段。获得合适的或至少必要的设备和组件，并组装系统。

项目或方法步骤510涉及生产或获得优选地根据上文描述的实施例的多个电磁兼容滤波器设备101A-101C。

项目或方法步骤520涉及生产或获得电连接布置20(例如电缆，或具体地，具有一个公共端或耦合点和多个其他端的Y电缆，或一组电缆)，用于优选地可移除地将所述多个电磁兼容滤波器设备101A-101C的第一连接器14彼此连接。

方法执行在步骤599处停止。

除非另有明确说明，否则以上描述中提供的具体示例不是穷举的，也不应被解释为限制所附权利要求的范围和/或适用性。除非另有明确说明，否则所附从属权利要求中记载的特征可相互自由地组合。动词“包括”和“包含”在本文档中用作开放限制，其既不排除也不要求还存在未记载的特征。此外，应当理解，贯穿本文档，“一”或“一个”(即，单数形式)的使用并不排除复数形式。