BR112019021200B1 - Capacitor de potência multieletrodo com vibração de ruído reduzida - Google Patents
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Abstract
capacitor de energia que compreende: um invólucro, uma primeira bucha, uma segunda bucha ou um pino de aterramento que tem o mesmo potencial elétrico que o invólucro, em que a primeira bucha e a segunda bucha se estendem através do invólucro, um líquido dielétrico e uma pluralidade de elementos capacitores enrolados (9), cada elemento capacitor enrolado (9) compreendendo: um primeiro eletrodo (11) que compreende duas primeiras camadas (11a, 11b) de material eletricamente condutor conectadas à primeira bucha, as duas primeiras camadas sendo dispostas móveis em direção e desde uma à outra, um segundo eletrodo (13) compreendendo duas segundas camadas (13a, 13b) de material eletricamente condutor conectado à segunda bucha ou ao pino de aterramento, as duas segundas camadas sendo dispostas móveis em direção e desde uma à outra, e uma camada dielétrica disposta entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo, em que as duas primeiras camadas (11a, 11b), as duas segundas camadas (13a, 13b) e a camada dielétrica (15) estão juntas enroladas em uma pluralidade de voltas para obter uma pluralidade de camadas do primeiro eletrodo (11), do segundo eletrodo (13) e da camada dielétrica (15), em que os elementos capacitores enrolados (9) estão dispostos de maneira empilhada no invólucro, os elementos capacitores adjacentes enrolados estando em contato direto um com o outro, e em que os elementos capacitores estão submersos no líquido dielétrico.
Description
[001] A presente divulgação, de modo geral, refere-se a capacitores de potência. Em particular, refere-se a um capacitor de potência que proporciona atenuação de vibração.
[002] Um capacitor de potência pode compreender uma pluralidade de elementos de capacitor que estão conectados eletricamente em paralelo e em série. Conforme representado na Figura 1a, cada um desses elementos capacitores compreende duas camadas de eletrodos 19 e 21 e uma camada dielétrica intermediária 23. A camada dielétrica 23 é assim disposta entre as duas camadas de eletrodo 19 e 21. A camada dielétrica 23 pode, por exemplo, compreender um material polimérico. Os elementos do capacitor são enrolados de modo a obter uma grande pluralidade de voltas das duas camadas de eletrodo e da camada dielétrica. Os elementos do capacitor podem ser dispostos de maneira empilhada, formando um pacote ativo dentro de um gabinete ou invólucro do capacitor de potência. Dentro do gabinete, o pacote ativo é imerso em um líquido capaz de penetrar nos materiais poliméricos.
[003] Na Figura 1a, o elemento capacitor é mostrado durante um cruzamento de zero, isto é, quando a tensão aplicada nos dois eletrodos 19 e 21 é zero. Quando uma tensão é aplicada aos dois eletrodos 19 e 21 do capacitor de potência, como mostrado na Figura 1b, uma força de atração, força de Coulomb, é gerada através da camada dielétrica 23 entre os dois eletrodos 19 e 21 porque os dois eletrodos têm potencial elétrico diferente. Essa força de atração indicada pela seta 17 e também pelas setas entre as camadas do eletrodo está atuando simultaneamente em cada volta do capacitor de potência. Essa força deformará o material dielétrico macio entre os eletrodos. A deformação total do pacote ativo é a soma da deformação em todas as voltas de todos os elementos do capacitor. Quando a tensão cruzar o próximo cruzamento de zero, a força de atração se tornará zero, como mostrado na Figura 1c. Quando o potencial de tensão é revertido, as cargas nos eletrodos 19 e 21 mudam de polaridade, mas a mesma força de atração aparecerá mais uma vez, como mostrado na Figura 1d. Isso dá origem a um movimento mecânico entre as camadas do eletrodo, fazendo com que oscilem em uma frequência duas vezes a frequência da tensão alternada aplicada. Como a pilha de elementos do capacitor é imersa em líquido, as vibrações dos elementos do capacitor são transferidas para o gabinete do capacitor. As vibrações da superfície do gabinete gerarão sons indesejáveis na forma de ruído audível.
[004] Um exemplo de um capacitor de potência com capacidade de redução de ruído é divulgado na EP 0 701 263 B1. O capacitor de potência compreende pelo menos dois elementos do capacitor que são compostos de eletrodos separados por um ou mais dielétricos. Os elementos do capacitor são dispostos em uma fileira para formar um pacote de capacitores. Pelo menos um elemento de mola é disposto entre um par de elementos capacitores adjacentes na fileira ou fixado na parte externa do elemento capacitor em uma extremidade da fileira. A rigidez do elemento de mola é adaptada de modo que as vibrações externas do capacitor sejam reduzidas. Isso resulta em uma radiação sonora reduzida do capacitor.
[005] O documento WO2014202446 divulga um dispositivo capacitor que possui uma pluralidade de elementos capacitores dispostos em fileiras ou empilhados. Cada elemento capacitor possui dois eletrodos e um material dielétrico disposto entre os eletrodos.
[006] Existe entre cada par de elementos capacitores adjacentes um elemento de amortecimento para atenuar vibrações causadas pelos eletrodos.
[007] O elemento de mola e os elementos de amortecimento da técnica anterior ocupam espaço dentro do gabinete do capacitor de potência, embora não contribuam para a capacitância do capacitor de potência.
[008] Em vista do acima exposto, um objetivo da presente divulgação é fornecer um capacitor de potência que resolva, ou pelo menos atenue os problemas da técnica anterior.
[009] Por conseguinte, é fornecido um capacitor de energia que compreende: um invólucro, uma primeira bucha, uma segunda bucha ou um pino de aterramento que tem o mesmo potencial elétrico que o invólucro, em que a primeira bucha e a segunda bucha se estendem através do invólucro, um líquido dielétrico e uma pluralidade de elementos enrolados do capacitor, cada elemento capacitor enrolado compreendendo: um primeiro eletrodo que compreende as duas primeiras camadas de material eletricamente condutor conectadas à primeira bucha, as duas primeiras camadas sendo dispostas móveis uma em direção à outra, um segundo eletrodo compreendendo duas segundas camadas de material eletricamente condutor conectado à segunda bucha ou ao pino de aterramento, as duas segundas camadas sendo dispostas móveis uma em direção à outra, e uma camada dielétrica disposta entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo, em que as duas primeiras camadas, as duas segundas camadas e a camada dielétrica estão juntas enroladas em uma pluralidade de voltas para obter uma pluralidade de camadas do primeiro eletrodo, do segundo eletrodo e da camada dielétrica, em que os elementos do capacitor enrolado estão dispostos de maneira empilhada no invólucro, os elementos do capacitor adjacentes enrolados estando em contato direto um com o outro, e em que os elementos capacitores estão submersos no líquido dielétrico.
[0010] A atenuação das oscilações do primeiro eletrodo e do segundo eletrodo pode ser obtida desse modo. Isto pode, em particular, ser obtido pela configuração do eletrodo, onde cada um dos primeiros eletrodos e dos segundos eletrodos compreende duas camadas distintas de material eletricamente condutor que se estendem paralelamente entre si, volta a volta. O primeiro eletrodo e o segundo eletrodo ainda serão atraídos através do dielétrico, mas a repulsão das duas camadas de cada eletrodo, por estar no mesmo potencial de tensão, neutraliza o movimento do eletrodo à medida que a tensão alterna. As vibrações, por conseguinte, essencialmente se anularão e, assim, pode ser obtida a atenuação do som.
[0011] A atenuação do som é, portanto, obtida unicamente devido à configuração de duas camadas do primeiro eletrodo e à configuração de duas camadas do segundo eletrodo.
[0012] De acordo com uma modalidade, as duas primeiras camadas têm a mesma espessura de camada.
[0013] Ao fornecer as duas primeiras camadas de material eletricamente condutor com a mesma espessura, pode ser obtido um melhor cancelamento de vibração.
[0014] De acordo com uma modalidade, as duas segundas camadas têm a mesma espessura de camada.
[0015] Ao fornecer as duas segundas camadas de material eletricamente condutor com a mesma espessura, pode ser obtido um melhor cancelamento de vibração.
[0016] De acordo com uma modalidade, cada uma das duas primeiras camadas é uma folha metálica condutora.
[0017] As duas primeiras camadas de folha metálica condutora são dispostas em camadas e enroladas em conjunto com as duas segundas camadas e a camada dielétrica.
[0018] Cada folha metálica condutora pode, por exemplo, ser feita de alumínio.
[0019] Cada folha metálica condutora pode, de acordo com um exemplo, compreender uma liga de zinco.
[0020] As folhas condutoras podem ser feitas vantajosamente muito finas, de modo que sua espessura total corresponda à espessura de uma folha de eletrodo padrão de um capacitor de potência.
[0021] De acordo com uma concretização, cada uma das duas primeiras camadas é uma camada de metalização fornecida no respectivo lado de um filme. Para este fim, o primeiro eletrodo pode compreender um filme metalizado duplo. Cada camada metalizada do filme duplo metalizado define uma respectiva das duas primeiras camadas do material eletricamente condutor do primeiro eletrodo. O filme pode, por exemplo, ser um filme de polímero adequadamente macio.
[0022] A metalização para obter as duas primeiras camadas de material eletricamente condutor pode, por exemplo, ser obtida por galvanização, pulverização ou deposição de vapor físico (PVD).
[0023] De acordo com uma modalidade, cada uma das duas segundas camadas é uma folha metálica condutora.
[0024] As duas segundas camadas de folha metálica condutora são dispostas em camadas e enroladas em conjunto com as duas primeiras camadas e a camada dielétrica.
[0025] Cada folha metálica condutora pode, por exemplo, ser feita de alumínio.
[0026] Cada folha metálica condutora pode, de acordo com um exemplo, compreender uma liga de zinco.
[0027] As folhas condutoras podem ser feitas vantajosamente muito finas, de modo que sua espessura total corresponda à espessura de uma folha de eletrodo padrão de um capacitor de potência.
[0028] De acordo com uma concretização, cada uma das duas segundas camadas é uma camada de metalização fornecida no respectivo lado de um filme. Para este fim, o segundo eletrodo pode compreender um filme metalizado duplo. Cada camada metalizada do filme duplo metalizado define uma respectiva das duas segundas camadas do material eletricamente condutor do segundo eletrodo. O filme pode, por exemplo, ser um filme de polímero adequado.
[0029] A metalização para obter as duas segundas camadas de material eletricamente condutor pode, por exemplo, ser obtida por galvanização, pulverização ou PVD.
[0030] De acordo com uma concretização, o primeiro eletrodo compreende exatamente duas primeiras camadas de material eletricamente condutor. O primeiro eletrodo pode, portanto, consistir em duas primeiras camadas de material eletricamente condutor.
[0031] De acordo com uma concretização, o segundo eletrodo compreende exatamente duas segundas camadas de material eletricamente condutor. O segundo eletrodo pode, portanto, consistir em duas segundas camadas de material eletricamente condutor.
[0032] É benéfico usar apenas duas primeiras camadas de material eletricamente condutor, pois dessa maneira o efeito de cancelamento das vibrações pode ser obtido enquanto o custo do material e o tamanho do elemento capacitor enrolado podem ser mantidos baixos. Camadas adicionais de material eletricamente condutor não contribuem para a capacitância do capacitor de potência e, portanto, exatamente duas primeiras camadas e exatamente duas segundas camadas são consideradas ideais para alcançar a atenuação máxima do som com perda mínima de capacitância por volume do capacitor de potência.
[0033] De acordo com uma concretização, os elementos do capacitor são achatados.
[0034] Por elemento capacitor achatado entende-se que o elemento capacitor enrolado foi comprimido. Um rolo inicialmente cilíndrico de um elemento capacitor foi comprimido radialmente para uma forma oval ou oblonga. A seção transversal do elemento capacitor tem, portanto, uma forma oval ou uma forma oblonga. Na seção transversal, o elemento capacitor terá um eixo menor e um eixo principal.
[0035] Pela estrutura achatada, os elementos do capacitor ocupam menos espaço no invólucro e a densidade de energia do capacitor de potência é aumentada.
[0036] A complicação com as vibrações que surgem dos elementos do capacitor pode ser especialmente problemática nos elementos do capacitor achatado porque eles não são rotacionalmente simétricos como os elementos do capacitor cilíndrico.
[0037] De acordo com uma concretização para cada elemento capacitor, cada uma das duas primeiras camadas consiste em uma respectiva primeira camada contínua única e cada uma das duas segundas camadas consiste em uma respectiva segunda camada contínua única.
[0038] De acordo com uma concretização, cada uma das duas primeiras camadas e cada uma das duas segundas camadas se estendem ao longo da maioria do comprimento axial do elemento capacitor.
[0039] De acordo com uma modalidade, cada uma das duas primeiras camadas se estende de uma primeira extremidade axial do elemento capacitor em direção a uma segunda extremidade axial oposta do elemento capacitor que termina antes de alcançar a segunda extremidade axial, e em que cada uma das segundas duas camadas se estende a partir da segunda extremidade axial em direção à primeira extremidade axial que termina antes de atingir a primeira extremidade axial.
[0040] De acordo com uma concretização, a camada dielétrica é disposta entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo, pelo que o primeiro eletrodo, a camada dielétrica e o segundo eletrodo são dispostos paralelamente um ao outro em uma configuração em sanduíche.
[0041] De acordo com uma concretização, quando o primeiro eletrodo tem um potencial elétrico positivo ou negativo para cada elemento capacitor, uma primeira camada do primeiro eletrodo é atraída para uma camada das segundas camadas dispostas no lado oposto da camada dielétrica, e outra camada das segundas camadas do segundo eletrodo, disposta de modo adjacente a uma camada e uma camada repele outra.
[0042] De acordo com uma concretização, quando o primeiro eletrodo tem um potencial elétrico positivo ou negativo para cada elemento capacitor, as duas primeiras camadas se repelem.
[0043] Em qualquer direção perpendicular ao eixo central de um elemento capacitor, em qualquer ponto axial em que o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo se sobreponham, volta a volta, as duas primeiras camadas se repelirão uma à outra e as duas segundas camadas se repelirão entre si quando um dos dois eletrodos tiver um potencial elétrico positivo e o outro eletrodo tiver um potencial elétrico negativo.
[0044] Além disso, o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo se atrairão entre si. Portanto, na referida direção perpendicular, haverá uma configuração de atração-repulsão alternada entre pares de primeira/segunda camadas adjacentes dos eletrodos.
[0045] De acordo com um exemplo, cada elemento capacitor pode compreender uma única folha ou filme dielétrico formando a camada dielétrica entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo.
[0046] De acordo com um exemplo, o primeiro eletrodo está diretamente conectado à primeira bucha. O primeiro eletrodo está, portanto, em contato mecânico com a primeira bucha.
[0047] De acordo com um exemplo, o segundo eletrodo está diretamente conectado à segunda bucha ou ao pino de aterramento. O segundo eletrodo está, portanto, em contato mecânico com a segunda bucha ou pino de aterramento.
[0048] Geralmente, todos os termos usados nas reivindicações devem ser interpretados de acordo com seu significado comum no campo técnico, a menos que explicitamente definido de outra forma neste documento. Todas as referências a um / a / elemento, aparelho, componente, meio, etc. devem ser interpretadas abertamente como se referindo a pelo menos uma instância do elemento, aparelho, componente, meio, etc., a menos que explicitamente estabelecido de outra forma.
[0049] As modalidades específicas do conceito da invenção serão agora descritas, a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:
[0050] As figuras 1a - 1d mostram esquematicamente a geração de vibrações em capacitores de potência da técnica anterior;
[0051] A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva de um exemplo de um capacitor de potência;
[0052] A Figura 3 mostra um elemento capacitor enrolado; e
[0053] As Figuras 4a-4d mostram vistas em corte simplificadas de um elemento capacitor enrolado em quatro estágios durante um ciclo de trabalho de tensão alternada.
[0054] O conceito da invenção será agora descrito mais detalhadamente daqui em diante com referência aos desenhos anexos, nos quais são mostradas concretizações exemplificativas. O conceito inventivo pode, no entanto, ser incorporado de muitas formas diferentes e não deve ser interpretado como limitado às modalidades aqui estabelecidas; de preferência, essas modalidades são fornecidas a título de exemplo, de modo que esta divulgação seja minuciosa e completa e transmita totalmente o escopo do conceito da invenção aos versados na técnica. Números semelhantes referem-se a elementos semelhantes em toda a descrição.
[0055] A Figura 2 mostra um exemplo de um capacitor de potência 1. O capacitor de potência 1 compreende um invólucro, tanque ou compartimento 3, uma primeira bucha 5 e uma segunda bucha 7.
[0056] Como alternativa a uma segunda bucha, o capacitor de potência pode ser fornecido com um pino de aterramento. Nesse caso, o pino de aterramento geralmente tem o mesmo potencial elétrico que o invólucro.
[0057] A primeira bucha 5 penetra no revestimento 3. A primeira bucha 5, portanto, se estende através do revestimento 3.
[0058] A segunda bucha 7 penetra no revestimento 3. A segunda bucha 7, portanto, se estende através do revestimento 3.
[0059] O capacitor de potência 1 compreende ainda uma pluralidade de elementos do capacitor enrolados 9. Os elementos do capacitor enrolados 9 estão dispostos de maneira empilhada. Os elementos do capacitor enrolados 9 estão dispostos em contato direto um com o outro. Os elementos do capacitor adjacentes enrolados 9 estão, portanto, em contato mecânico direto.
[0060] Os elementos do capacitor enrolados 9 estão eletricamente conectados um ao outro. Eles podem, por exemplo, ser conectados em série e/ou paralelo. Cada elemento capacitor enrolado 9 é eletricamente conectado à primeira bucha 5 e à segunda bucha 7, como será descrito em mais detalhes abaixo. Como alternativa para ser conectado eletricamente à segunda bucha, cada elemento enrolado do capacitor pode, em vez disso, ser conectado eletricamente a um pino de aterramento.
[0061] O capacitor de potência 1 compreende um líquido dielétrico. O líquido dielétrico pode, por exemplo, ser óleo ou um éster. Os elementos do capacitor enrolados empilhados 9 estão imersos no líquido dielétrico. O líquido dielétrico, portanto, penetra no material dielétrico para melhorar o desempenho do mesmo e preenche todos os espaços ocos ou espaços vazios dentro do revestimento 3.
[0062] Com referência à Figura 3, é mostrado um exemplo de um elemento capacitor enrolado 9. Cada elemento capacitor enrolado 9 compreende um primeiro eletrodo 11 e um segundo eletrodo 13.
[0063] O primeiro eletrodo 11 compreende duas primeiras camadas 11a e 11b de material eletricamente condutor. As duas primeiras camadas 11a e 11b do primeiro eletrodo 11 estão dispostas em uma configuração em camadas. As duas primeiras camadas 11a e 11b estão dispostas paralelamente uma à outra para cada volta do elemento capacitor enrolado 9. O primeiro eletrodo 11 pode vantajosamente compreender exatamente duas primeiras camadas 'na' e 'nb'. Alternativamente, o primeiro eletrodo pode compreender mais do que as duas primeiras camadas de material eletricamente condutor.
[0064] As duas primeiras camadas na e nb são conectadas eletricamente à primeira bucha 5. As duas primeiras camadas 11a e 11b têm, portanto, o mesmo potencial elétrico. As duas primeiras camadas 11a e 11b são configuradas para serem móveis uma em direção à outra e afastadas uma da outra no estado enrolado do elemento capacitor enrolado 9. Este possível movimento entre as duas primeiras camadas 11a e 11b fornece atenuação da vibração, como será descrito em mais detalhes a seguir.
[0065] O primeiro eletrodo 11 pode, de acordo com um exemplo, compreender duas folhas metálicas eletricamente condutoras dispostas estendendo-se paralelas uma à outra. As duas folhas metálicas eletricamente condutoras formam uma camada respectiva das duas primeiras camadas 11a e 11b de material eletricamente condutor. As folhas metálicas eletricamente condutoras são vantajosamente feitas de maneira tão fina quanto possível, de modo que sua espessura total seja essencialmente a mesma que a espessura de um eletrodo de folha metálica tradicional.
[0066] Alternativamente, o primeiro eletrodo 11 pode compreender um filme metalizado duplo. Neste caso, cada superfície de metalização do filme metalizado duplo forma uma camada respectiva das duas primeiras camadas 11a e 11b. A dimensão da espessura do filme é compressível e permite o movimento das duas superfícies de metalização uma em direção à outra e afastadas uma da outra quando o elemento capacitor enrolado é energizado.
[0067] O segundo eletrodo 13 compreende duas segundas camadas 13a e 13b de material eletricamente condutor, como mostrado, por exemplo, na Figura 3. As duas segundas camadas 13a e 13b do segundo eletrodo 13 estão dispostas em uma configuração em camadas. As duas segundas camadas 13a e 13b estão dispostas paralelamente uma à outra para cada volta do elemento capacitor enrolado 9. O segundo eletrodo 13 pode vantajosamente compreender exatamente duas segundas camadas 13a e 13b. Alternativamente, o segundo eletrodo pode compreender mais do que as duas segundas camadas de material eletricamente condutor.
[0068] As duas segundas camadas 13a e 13b são ambas conectadas eletricamente à segunda bucha 7. Alternativamente, as duas segundas camadas podem ser conectadas eletricamente a um pino de aterramento. As duas segundas camadas 13a e 13b têm, portanto, o mesmo potencial elétrico. As duas segundas camadas 13a e 13b são configuradas para serem móveis uma em direção à outra e afastadas uma da outra no estado enrolado do elemento capacitor enrolado 9. Este possível movimento entre as duas segundas camadas 13a e 13b fornece atenuação da vibração.
[0069] O segundo eletrodo 13 pode, de acordo com um exemplo, compreender duas folhas metálicas eletricamente condutoras dispostas estendendo-se paralelas uma à outra. As duas folhas eletricamente condutoras formam uma camada respectiva das duas segundas camadas 13a e 13b de material eletricamente condutor. As folhas metálicas eletricamente condutoras são vantajosamente feitas de maneira tão fina quanto possível, de modo que sua espessura total seja essencialmente a mesma que a espessura de um eletrodo de folha metálica tradicional. Alternativamente, o segundo eletrodo 13 pode compreender um filme metalizado duplo. Neste caso, cada superfície de metalização do filme metalizado duplo forma uma camada respectiva das duas segundas camadas 13a e 13b. A dimensão da espessura do filme é compressível e permite o movimento das duas superfícies de metalização uma em direção à outra e afastadas uma da outra quando o elemento capacitor enrolado é energizado.
[0070] O elemento capacitor enrolado 9 compreende uma camada dielétrica 15. A camada dielétrica 15 pode, por exemplo, compreender um material polimérico ou qualquer outro material adequado eletricamente isolante, como um material à base de celulose. A camada dielétrica 15 é disposta entre o primeiro eletrodo 11 e o segundo eletrodo 13. O primeiro eletrodo 11, a camada dielétrica 15 e o segundo eletrodo 13 são, portanto, dispostos paralelamente um ao outro em uma configuração em sanduíche. O primeiro eletrodo 11, a camada dielétrica 15 e o segundo eletrodo 13 são enrolados juntos para formar o elemento capacitor de potência enrolado 9. Desta maneira, é fornecida uma pluralidade de instâncias ou camadas do primeiro eletrodo 11, do segundo eletrodo 13 e da camada dielétrica 15. O elemento capacitor enrolado 9 pode ser achatado, como mostrado na Figura 2, para ocupar menos espaço no revestimento 3. Como pode ser visto, o elemento capacitor achatado 9 tem uma seção transversal, isto é, uma seção perpendicular à direção longitudinal do elemento capacitor, que é oval ou oblonga. Isso foi conseguido enrolando um elemento capacitor em torno de um eixo para formar um cilindro, removendo o capacitor enrolado do eixo e achatando ou comprimindo o elemento capacitor. A maioria, por exemplo, até 90% das superfícies ativas, isto é, aquelas definidas pelo primeiro eletrodo 11 e o segundo eletrodo 13 estão no mesmo plano ou paralelo a ele.
[0071] O capacitor de potência 1 será agora descrito em operação com referência às Figuras 4a-4c. Na Figura 4a a tensão aplicada ao capacitor de potência 1 está em uma passagem zero e, portanto, o potencial é zero tanto no primeiro eletrodo 11 como no segundo eletrodo 13. Neste caso não há nenhuma força de atração entre o primeiro eletrodo 11 e o segundo eletrodo 13.
[0072] A Figura 4b mostra uma situação em que o primeiro eletrodo 11 tem um potencial elétrico positivo. Isso é ilustrado pela seta no ciclo de trabalho sinusoidal da tensão alternada. Devido à atração F de Coulomb, em, por exemplo, a camada superior da camada dielétrica 15, a camada 11a do primeiro eletrodo 11 é atraída para a camada 13b disposta no lado oposto da camada dielétrica 15. No entanto, uma vez que a camada 13b ao mesmo tempo está no mesmo potencial elétrico que a camada 13a disposta de maneira adjacente, elas se repelirão uma à outra. Este movimento repelente entre as duas segundas camadas 13a e 13b causa uma compensação do movimento de atração entre a camada 11a e a camada 13b. Isso causa um cancelamento, ou pelo menos redução, do movimento, velocidade e aceleração na curva mais externa.
[0073] Na situação mostrada na Figura 4c, a tensão aplicada ao elemento capacitor enrolado 9 cruza zero novamente. O primeiro eletrodo 11 e o segundo eletrodo 13 estão, portanto, no mesmo potencial elétrico. Na ausência da força de atração entre o primeiro eletrodo 11 e o segundo eletrodo 13, o material dielétrico 15 relaxará, fazendo com que o primeiro eletrodo 11 e o segundo eletrodo 13 se afastem um do outro. A dimensão da seção transversal total do elemento capacitor enrolado 9 permanecerá essencialmente inalterada em comparação com a situação mostrada na Figura 4b.
[0074] Na Figura 4d, a tensão aplicada ao capacitor de potência 1 está na fase negativa do ciclo de trabalho sinusoidal. O sinal do potencial de tensão através do primeiro eletrodo 11 e do segundo eletrodo 13 tem assim se deslocado em comparação com o caso ilustrado na Figura 4b, mas o efeito será o mesmo conforme descrito com referência à Figura 4b.
[0075] Dessa maneira, as vibrações do primeiro eletrodo 11 e do segundo eletrodo 13 são parcialmente canceladas e, consequentemente, haverá uma atenuação do som emitido pelo capacitor de potência 1.
[0076] O conceito da invenção foi principalmente descrito acima com referência a alguns exemplos. No entanto, como é facilmente apreciado por um versado na técnica, outras concretizações além das divulgadas acima são igualmente possíveis dentro do escopo do conceito da invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas.
Claims (16)
1. Capacitor de potência (1) compreendendo: - um invólucro (3), - uma primeira bucha (5), - uma segunda bucha (7) ou um pino de aterramento com o mesmo potencial elétrico como o invólucro (3), - m que a primeira bucha (5) e a segunda bucha (7) se estendem através do invólucro (3); - um líquido dielétrico, e - uma pluralidade de elementos capacitores enrolados (9), caracterizado pelo fato de que cada elemento capacitor enrolado (9) compreende: um primeiro eletrodo (11) compreendendo duas primeiras camadas (11a, 11b) de material eletricamente condutor conectado à primeira bucha (5), as duas primeiras camadas sendo dispostas móveis em direção e desde uma à outra, um segundo eletrodo (13) compreendendo duas segundas camadas (13a, 13b) de material eletricamente condutor conectado à segunda bucha (7) ou ao pino de aterramento, as duas segundas camadas (13a, 13b) sendo dispostas móveis em direção e desde uma à outra; e uma camada dielétrica (15) disposta entre o primeiro eletrodo (11) e o segundo eletrodo (13), em que as duas primeiras camadas (11a, 11b), as duas segundas camadas (13a, 13b) e a camada dielétrica (15) são enroladas juntas em uma pluralidade de voltas para obter uma pluralidade de camadas do primeiro eletrodo (11), do segundo eletrodo (13) e da camada dielétrica (15), em que os elementos capacitores enrolados (9) estão dispostos de uma maneira empilhada no invólucro (3), os elementos capacitores enrolados adjacentes (9) estando em contato direto um com o outro, em que os elementos capacitores (9) estão submersos no líquido dielétrico.
2. Capacitor de potência (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as duas primeiras camadas (11a, 11b) têm a mesma espessura de camada.
3. Capacitor de potência (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato que as duas segundas camadas (13a, 13b) têm a mesma espessura de camada.
4. Capacitor de potência (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que cada uma das duas primeiras camadas (11a, 11b) é uma folha metálica condutora.
5. Capacitor de potência (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato que cada uma das duas primeiras camadas (11a, 11b) é uma camada de metalização fornecida sobre um lado respectivo de um filme.
6. Capacitor de potência (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que cada uma das duas segundas camadas (13a, 13b) é uma folha metálica condutora.
7. Capacitor de potência (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, e 5, caracterizado pelo fato que cada uma das duas segundas camadas (13a, 13b) é uma camada de metalização fornecida sobre um lado respectivo de um filme.
8. Capacitor de potência (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que o primeiro eletrodo (11) compreende exatamente duas primeiras camadas (11a, 11b) de um material eletricamente condutor.
9. Capacitor de potência (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que o segundo eletrodo (13) compreende exatamente duas segundas camadas (13a, 13b) de um material eletricamente condutor.
10. Capacitor de potência (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que os elementos capacitores (9) são achatados.
11. Capacitor de potência (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que para cada elemento capacitor cada uma das duas primeiras camadas consiste em uma respectiva primeira camada contínua única e cada uma das duas segundas camadas consiste em uma respectiva segunda camada contínua única.
12. Capacitor de potência (1), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato que cada uma das duas primeiras camadas e cada uma das duas segundas camadas se estendem ao longo da maioria do comprimento axial do elemento capacitor.
13. Capacitor de potência (1), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato que cada uma das duas primeiras camadas se estende de uma primeira extremidade axial do elemento capacitor em direção a uma segunda extremidade axial oposta do elemento capacitor que termina antes de alcançar a segunda extremidade axial, e em que cada uma das duas segundas camadas se estende a partir da segunda extremidade axial em direção à primeira extremidade axial que termina antes de atingir a primeira extremidade axial.
14. Capacitor de potência (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que a camada dielétrica (15) é disposta entre o primeiro eletrodo (11) e o segundo eletrodo (13), pelo que o primeiro eletrodo (11), a camada dielétrica (15) e o segundo eletrodo (13) estão dispostos paralelamente um ao outro em uma configuração em sanduíche.
15. Capacitor de potência (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que quando o primeiro eletrodo (11) tem um potencial elétrico positivo ou negativo para cada elemento capacitor, uma primeira camada (11a) do primeiro eletrodo (11) é atraída para uma camada (13b) das segundas camadas (13a, 13b) dispostas no lado oposto da camada dielétrica (15), e outra camada (13a) das segundas camadas (13a, 13b) do segundo eletrodo, dispostas de modo adjacente a uma camada (13b), e a uma camada (13b) repelem a outra.
16. Capacitor de potência (1), de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato que, quando o primeiro eletrodo (11) tem um potencial elétrico positivo ou negativo para cada elemento capacitor, as duas primeiras camadas (11a, 11b) se repelem uma à outra.
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