一種電容組件和變頻器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電容組件，包括環(huán)形電容板和通過電容引腳與環(huán)形電容板連接并導通的筒狀電容，環(huán)形電容板和筒狀電容均具有可供井道桿體貫穿通過的空心腔。本發(fā)明提供的電容組件呈筒狀，使得電容組件的結構比較緊湊，減小了占用空間，從而減小了變頻器的外形尺寸，便于變頻器伸入橫截面為圓形的井道，避免了井壁對具有該電容組件的變頻器產(chǎn)生干涉，進而實現(xiàn)了變頻器在礦井設備中的應用。本發(fā)明還提供了一種變頻器，包括能夠置入井道的筒狀外殼；內套于筒狀外殼且能夠供井道桿體貫穿的內筒和設置在筒狀外殼和內筒之間的容腔內的變頻器主體，其包括驅動板和本發(fā)明的電容組件，實現(xiàn)了變頻器在礦井設備中的應用，同時縮短了控制線纜和驅動線纜的長度。
【專利說明】—種電容組件和變頻器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及變頻控制【技術領域】，更具體地說，涉及一種電容組件，本發(fā)明還涉及一種具有上述電容組件的變頻器。
【背景技術】
[0002]變頻器是變頻調速領域內的重要設備，廣泛應用于傳統(tǒng)工業(yè)(如紡織、陶瓷、機床加工等)。目前，普通常見的變頻器主要包括箱體和位于箱體內的變頻器主體；其中，變頻器主體主要包括功率器件IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)、與功率器件相連的驅動板、與驅動板相連的控制板和與驅動板相連的電容組件；上述驅動板和控制板均設置有I/O (input/output)接口。不同功率等級的變頻器，大小不同，通常變頻器功率越大，其體積也越大。變頻器的箱體通常呈長方體狀。
[0003]在井下勘探和石油開采應用領域，對礦井設備的變頻驅動控制有著廣泛的應用前景，存在將變頻器應用于礦井設備的需求。在井下勘探和石油開采應用領域，井道的橫截面為圓形，礦井設備的井道桿體(例如鉆桿、抽油桿、抽水桿等被電機驅動進行旋轉運動或反復來回運動的桿體)需要伸入井道內進行工作。例如在石油開采行業(yè)，對于井道和井道桿體的直徑存在特定標準，通常井道直徑為116_，井道桿體直徑為64_。傳統(tǒng)變頻器的電容組件大都為平板狀，體積較大，較占變頻器箱體的空間，進而導致呈長方體狀的變頻器箱體體積較大，由于井道和井道桿體的橫截面尺寸的限制，傳統(tǒng)變頻器只能放置在井道口的上方(井道外的地面上)，然后通過控制線纜和驅動線纜接到井道內的抽油機上。但是，對于較深的井道，需要較長的控制線纜和驅動線纜接到抽油機的電機上，進而影響了電機的及時響應運行，導致輸出功率的消耗較大，成本較高；另外，較長的線纜較易被損壞，導致變頻器的使用可靠性較低。

【發(fā)明內容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種結構緊湊的電容組件，以減小電容組件的占用空間，從而避免井壁對具有該電容組件的變頻器產(chǎn)生干涉，進而實現(xiàn)變頻器在礦井設備中的應用。
[0005]本發(fā)明還提供了 一種具有上述電容組件的變頻器。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0007]一種電容組件，包括環(huán)形電容板和通過電容弓I腳與所述環(huán)形電容板連接并導通的筒狀電容，所述環(huán)形電容板和所述筒狀電容均具有可供井道桿體貫穿通過的空心腔。
[0008]優(yōu)選的，上述電容組件中，所述環(huán)形電容板的外徑與所述筒狀電容的外徑相同，且所述筒狀電容的下端面與所述環(huán)形電容板的上表面相貼合。
[0009]優(yōu)選的，上述電容組件中，所述筒狀電容為筒狀薄膜電容。
[0010]優(yōu)選的，上述電容組件中，所述筒狀薄膜電容具有筒形絕緣內襯體，其以金屬箔為電極，將所述金屬箔和有機薄膜從兩端重疊后，卷繞在所述筒形絕緣內襯體上制成，且其外側還設置有絕緣層。
[0011]優(yōu)選的，上述電容組件中，所述有機薄膜為兩層，每層所述有機薄膜靠近所述筒形絕緣內襯體的表面上均層疊有所述金屬箔。
[0012]優(yōu)選的，上述電容組件還包括設置在所述筒狀電容上的中性引腳，所述中性引腳與所述環(huán)形電容板固定連接，且所述電容引腳和所述中性引腳均由所述筒狀電容靠近所述環(huán)形電容板一端的端部伸出。
[0013]從上述的技術方案可以看出，本發(fā)明提供的電容組件包括環(huán)形電容板和通過電容引腳與環(huán)形電容板連接并導通的筒狀電容，環(huán)形電容板和筒狀電容均具有可供井道桿體貫穿通過的空心腔；所以本發(fā)明的電容組件呈筒狀，使得電容組件的結構比較緊湊，減小了占用空間，從而減小了變頻器的外形尺寸，便于變頻器伸入橫截面為圓形的井道，避免了井壁對具有該電容組件的變頻器產(chǎn)生干涉，進而實現(xiàn)了變頻器在礦井設備中的應用。
[0014]本發(fā)明還提供了一種變頻器，包括能夠置入井道的筒狀外殼；內套于所述筒狀外殼且能夠供井道桿體貫穿的內筒和設置在所述筒狀外殼和所述內筒之間的容腔內的變頻器主體，所述變頻器主體包括驅動板和電容組件，所述電容組件為上述任一種電容組件。由于上述電容組件具有上述效果，具有上述電容組件的變頻器具有同樣的效果，故本文不再贅述。
[0015]此外，由于本發(fā)明提供的電容組件體積小巧，整體為筒形，能夠合理利用筒狀變頻器內部環(huán)形容腔的有限空間，空間利用率較高。
[0016]同時，由于本發(fā)明的變頻器能夠進入井道，所以能夠縮短控制線纜和驅動線纜的長度，從而降低了對電機及時響應運行的影響，減小了電機輸出功率的消耗，降低了成本，也降低了控制電纜和驅動線纜被損壞的幾率，有效提高了變頻器的使用可靠性。
[0017]優(yōu)選的，上述變頻器中，所述內筒貫穿通過所述電容組件的空心腔。
[0018]優(yōu)選的，上述變頻器中，所述電容組件設置在所述容腔內的一端端部，所述變頻器還包括設置在所述電容組件端部外側的端蓋，且所述端蓋密封連接在所述筒狀外殼上，所述端蓋上開設有能夠供井道桿體貫穿的通孔。
[0019]優(yōu)選的，上述變頻器中，所述筒狀外殼的內壁上設置有用于卡固所述電容組件的卡槽。
[0020]優(yōu)選的，上述變頻器中，所述電容組件的環(huán)形電容板通過銅排與所述驅動板連接?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是本發(fā)明實施例提供的電容組件的結構示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實施例提供的筒狀電容的結構示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明實施例提供的變頻器的爆炸結構示意圖；
[0025]圖4是圖3中A的局部放大結構圖；
[0026]圖5是本發(fā)明實施例提供的變頻器主體的結構示意圖；[0027]圖6是本發(fā)明實施例提供的筒狀外殼的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]本發(fā)明實施例提供了一種結構緊湊的電容組件，減小了電容組件的占用空間，從而避免井壁對具有該電容組件的變頻器產(chǎn)生干涉，進而實現(xiàn)變頻器在礦井設備中的應用。
[0029]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0030]請參考附圖1-2，本發(fā)明實施例提供的電容組件I包括環(huán)形電容板12和通過電容引腳13與環(huán)形電容板12連接并導通的筒狀電容11，環(huán)形電容板12和筒狀電容11均具有可供井道桿體貫穿通過的空心腔。
[0031]本實施例的電容組件I呈筒狀，使得電容組件I的結構比較緊湊，減小了占用空間，從而減小了變頻器的外形尺寸，便于變頻器伸入橫截面為圓形的井道，避免了井壁對具有該電容組件I的變頻器產(chǎn)生干涉，進而實現(xiàn)了變頻器在礦井設備中的應用。
[0032]為了便于制造，上述實施例提供的電容組件I中，環(huán)形電容板12為圓環(huán)形，筒狀電容11為圓筒形；此時電容組件I為圓筒狀；當然，上述筒狀電容11還可以為方筒、橢圓筒或者多邊形筒等，環(huán)形電容板12進一步為與其相配合的形狀，本實施例對此不作具體限定。
[0033]為了使環(huán)形電容板12和筒狀電容11更好地配合，在本發(fā)明一種具體的實施例中，環(huán)形電容板12的外徑與筒狀電容11的外徑相同，且筒狀電容11的下端面與環(huán)形電容板12的上表面相貼合。本實施例中，筒狀電容11的內壁與環(huán)形電容板12的內壁相平齊，筒狀電容11的外壁與環(huán)形電容板12的外壁相平齊，兩者占據(jù)的筒狀空間相當，使得結構更加緊湊。
[0034]在本發(fā)明一種具體的實施例中，筒狀電容11優(yōu)選為筒狀薄膜電容。該筒狀薄膜電容的容量不受溫度影響，適用于因散熱發(fā)生溫度變化的變頻器中。當然，上述筒狀電容11還可以為芯片電容等，只要滿足為筒狀即可。
[0035]進一步的，上述實施例中，筒狀薄膜電容具有筒形絕緣內襯體111，其以金屬箔112為電極，將金屬箔112和有機薄膜113從兩端重疊后，卷繞在筒形絕緣內襯體111上制成，且其外側還設置有絕緣層。該筒形絕緣內襯體111起到支撐作用。應用在變頻器時，上述筒形絕緣內襯體111與內筒3相配合，絕緣層與筒狀外殼2相配合。
[0036]上述筒狀薄膜電容中，有機薄膜113優(yōu)選為兩層，每層有機薄膜113靠近筒形絕緣內襯體111的表面上均層疊有金屬箔112。當然，上述有機薄膜113還可以為單層或者其他層數(shù)，應根據(jù)所需電容量進行選擇。
[0037]為了進一步優(yōu)化上述技術方案，電容組件I還包括設置在筒狀電容11上的中性引腳，該中性引腳與環(huán)形電容板12固定連接，且電容引腳13和中性引腳均由筒狀電容11靠近環(huán)形電容板12 —端的端部伸出。用于將筒狀電容11與環(huán)形電容板12固定在一起的中性引腳。當筒狀電容11的重量較輕時，電容引腳13在實現(xiàn)筒狀電容11與環(huán)形電容板12導通的同時能夠起到固定兩者的作用。在筒狀電容11的重量較重時，本實施例增加中性引腳，起到固定筒狀電容11與環(huán)形電容板12的作用，以保證筒狀電容11與環(huán)形電容板12之間的連接性，進而保證電路的正常工作。
[0038]同時，上述實施例中的電容引腳13和中性引腳均由筒狀電容11靠近環(huán)形電容板12 —端的端部伸出，使中性引腳和電容引腳13均位于筒狀電容11的內外壁之間，能夠避免因引腳突出電容組件I的外壁或內壁所導致增大電容組件的占用空間。
[0039]請參考附圖3-6，本發(fā)明實施例還提供一種變頻器，包括能夠置入井道的筒狀外殼2 ;內套于筒狀外殼2且能夠供井道桿體貫穿的內筒3和設置在筒狀外殼2和內筒3之間的容腔內的變頻器主體，該變頻器主體包括驅動板5和電容組件1，電容組件I為本發(fā)明上述任一項實施例提供的電容組件。
[0040]需要說明的是，上述變頻器主體具體包括:驅動板5，與驅動板5相連的功率器件，與功率器件電連接的電容組件1，與驅動板5相連的控制板；其中，驅動板和控制板均設置有I/O接口。I/O接口的輸入動力端子和輸出動力端子為銅排，輸入動力端子和輸出動力端子均焊接于驅動板上；1/0接口的控制端子為光纖端子，控制端子焊接于控制板上。本發(fā)明實施例提供的變頻器的筒狀外殼2兩端均密封設置有端蓋，端蓋上均設有可供井道桿體貫穿通過的通孔，其中與井道內電機相連的線纜可從筒狀外殼2—端端蓋的過線孔中伸入到變頻器內，與I/O接口的端子相連。
[0041]上述變頻器采用本實施例提供的電容組件1，便于電容組件I在筒狀空間內布置，進而實現(xiàn)了筒狀變頻器在礦井設備中的應用，其優(yōu)點是由電容組件I帶來的，具體的請參考上述實施例中相關的部分，在此就不再贅述。
[0042]此外，由于本發(fā)明實施例提供的電容組件I體積小巧，整體為筒形，能夠合理利用筒狀變頻器內部環(huán)形容腔的有限空間，空間利用率較高。
[0043]同時，本發(fā)明實施例提供的變頻器呈筒狀；應用時，該變頻器的筒狀外殼2能夠進入礦井井道內，內筒3能夠套在井道桿體上，從而使得變頻器能夠與井道桿體和電機等設備連接在一起后整體深入井下作業(yè)。由于本發(fā)明實施例的變頻器能夠進入井道，所以能夠縮短控制線纜和驅動線纜的長度，從而降低了對電機及時響應運行的影響，減小了電機輸出功率的消耗，降低了成本，也降低了控制電纜和驅動線纜被損壞的幾率，有效提高了變頻器的使用可靠性。
[0044]在本發(fā)明一種具體的實施例中，內筒3貫穿通過電容組件I的空心腔。本實施例中，電容組件I外套在內筒3上，內筒3能夠對電容組件I起到很好的保護作用。需要說明的是，上述電容組件I應用在變頻器時，需要滿足電容組件I的內徑大于內筒3的直徑，夕卜徑小于筒狀外殼2的直徑。
[0045]在本發(fā)明一種具體的實施例中，電容組件I設置在容腔內的一端端部，如圖3所示，且該變頻器還包括設置在電容組件I端部外側的端蓋4，該端蓋4密封連接在筒狀外殼2上，端蓋4上開設有能夠供井道桿體貫穿的通孔。本實施例通過端蓋4將電容組件I密封在筒狀外殼2和內筒3之間的容腔內的一端，滿足了電容組件I的防護要求。
[0046]為了便于電容組件I的安裝，上述實施例提供的變頻器中，筒狀外殼2的內壁上設置有用于卡固電容組件I的卡槽23。裝配電容組件I時，將其卡固在筒狀外殼2上的卡槽23內即可，操作簡單易行，提高了裝配效率。當然，也可以在內筒3的外壁上設置用于卡設電容組件I的卡槽；本發(fā)明還可以通過焊接或者螺紋連接來實現(xiàn)電容組件I在筒狀外殼2和內筒3之間的固定。[0047]進一步的方案中，電容組件I的環(huán)形電容板12通過銅排與驅動板5連接；保證了電容組件I與驅動板5的連接可靠性；本發(fā)明還可以使電容組件I通過電纜與驅動板5相連。
[0048]為了便于制造，筒狀外殼2和內筒3均優(yōu)選為圓筒狀，此時筒狀外殼2與內筒3之間的安裝空間為圓筒狀，該實施例中，電容組件I為圓筒形，便于電容組件I的布置；當然，其還可以為多邊形筒或者其他筒形，只要能滿足可放置在筒狀外殼2與內筒3之間均可。
[0049]優(yōu)選的，上述筒狀外殼2由第一分筒21和第二分筒22對接而成；便于對變頻器主體的裝配。上述筒狀外殼2還可以由三個分筒對接而成，本實施例對此不作具體限定。
[0050]基于上述實施例提供的變頻器，本發(fā)明實施例還提供了一種井下變頻勘探開采系統(tǒng)，該井下變頻勘探開采系統(tǒng)包括:井道桿體；固定設置于井道桿體的下端且用于勘探開采礦資源的電機驅動設備；上述任意一項所述的變頻器，該變頻器套設于井道桿體的外側且固定于井道桿體上，變頻器與電機驅動設備的電機電連接。
[0051]需要說明的是，井下變頻勘探開采系統(tǒng)用于勘探或開采礦資源(例如石油、水等)，電機驅動設備為鉆頭設備、抽油機或者潛水泵等。
[0052]本發(fā)明實施例提供的井下變頻勘探開采系統(tǒng)，將變頻器套設于井道桿體上，且變頻器與電機驅動設備的電機電連接，則縮短了變頻器與電機之間的距離，也實現(xiàn)了對電機的及時驅動和及時控制，降低了變頻器的使用成本，進而降低了井下變頻勘探開采的成本；同時提高了變頻器的使用可靠性，從而提高了整個井下變頻勘探開采系統(tǒng)的可靠性，降低了出現(xiàn)停工的幾率，進而有效提高了井下勘探開采效率，并起到了變頻節(jié)能作用。
[0053]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0054]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種電容組件，其特征在于，包括環(huán)形電容板(12)和通過電容引腳(13)與所述環(huán)形電容板(12)連接并導通的筒狀電容(11)，所述環(huán)形電容板(12)和所述筒狀電容(11)均具有可供井道桿體貫穿通過的空心腔。
2.根據(jù)權利要求1所述的電容組件，其特征在于，所述環(huán)形電容板(12)的外徑與所述筒狀電容(11)的外徑相同，且所述筒狀電容(11)的下端面與所述環(huán)形電容板(12)的上表面相貼合。
3.根據(jù)權利要求1所述的電容組件，其特征在于，所述筒狀電容(11)為筒狀薄膜電容。
4.根據(jù)權利要求3所述的電容組件，其特征在于，所述筒狀薄膜電容具有筒形絕緣內襯體(111)，其以金屬箔(112)為電極，將所述金屬箔(112)和有機薄膜(113)從兩端重疊后，卷繞在所述筒形絕緣內襯體(111)上制成，且其外側還設置有絕緣層。
5.根據(jù)權利要求4所述的電容組件，其特征在于，所述有機薄膜(113)為兩層，每層所述有機薄膜(113)靠近所述筒形絕緣內襯體(111)的表面上均層疊有所述金屬箔(112 )。
6.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的電容組件，其特征在于，還包括設置在所述筒狀電容(11)上的中性引腳，所述中性引腳與所述環(huán)形電容板(12)固定連接，且所述電容引腳(13)和所述中性引腳均由所述筒狀電容(11)靠近所述環(huán)形電容板(12)—端的端部伸出。
7.一種變頻器，其特征在于，包括: 能夠置入井道的筒狀外殼(2); 內套于所述筒狀外殼(2)且能夠供井道桿體貫穿的內筒(3)； 和設置在所述筒狀外殼(2)和所述內筒(3)之間的容腔內的變頻器主體，所述變頻器主體包括驅動板(5)和電容組件(I )，所述電容組件(I)為如權利要求1-6任一項所述的電容組件。
8.根據(jù)權利7所述的變頻器，其特征在于，所述內筒(3)貫穿通過所述電容組件(I)的空心腔。
9.根據(jù)權利7所述的變頻器，其特征在于，所述電容組件(I)設置在所述容腔內的一端端部，所述變頻器還包括設置在所述電容組件(I)端部外側的端蓋(4)，且所述端蓋(4)密封連接在所述筒狀外殼(2)上，所述端蓋(4)上開設有能夠供井道桿體貫穿的通孔。
10.根據(jù)權利要求7所述的變頻器，其特征在于，所述筒狀外殼(2)的內壁上設置有用于卡固所述電容組件(I)的卡槽(23)。
11.根據(jù)權利要求7所述的變頻器，其特征在于，所述電容組件(I)的環(huán)形電容板(12)通過銅排與所述驅動板(5)連接。
【文檔編號】H01G4/32GK103440983SQ201310419482
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權日:2013年9月13日
【發(fā)明者】吳建安, 殷江洪, 劉春夏 申請人:深圳市英威騰電氣股份有限公司