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Kunststoffformteil mit kombinierter Funktion für Hochspannungsisolation und thermischer Isolation in Umrichtern

IP.com Disclosure Number: IPCOM000198549D
Original Publication Date: 2010-Aug-23
Included in the Prior Art Database: 2010-Aug-23
Document File: 3 page(s) / 47K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei der Verwendung von hochspannungsführenden Bauteilen sind vorschriftsgemäß sogenannte Luft- und Kriechstrecken (LuK) zu beachten und einzuhalten. Eine ausreichende Bemessung der Luft- und Kriechstrecken dient dazu, Personen oder Sachwerte vor den Auswirkungen von elektrischen Spannungen oder Strömen - oder durch Funktionsversagen der Betriebsmittel - auf bestmögliche Weise zu schützen. Bei einem bereits vorgegebenen Einbauraum lassen sich die geforderten LuK jedoch oft nicht ohne zusätzliche Maßnahmen einhalten. Gleichzeitig steigen die thermischen Anforderungen an die Bauteile, da bei einem kleineren Einbauraum und/oder einer erhöhten Leistungsdichte die Entwärmung aufwendiger wird. In Systemen nach dem Stand der Technik werden zur Reduzierung von Luft- und Kriechstrecken die Anordnung der Bauteile auf den einzelnen Leiterplatten optimiert. Steht nur ein vergleichsweise geringer Bauraum zur Verfügung, so werden die betroffenen Komponenten vergossen. Dies erfordert ein entsprechendes Vergussmaterial, das blasenfrei vergossen werden muss. In der Regel erfolgt dieser Verguss unter Vakuum, was jedoch eine anwendungsspezifische Auswahl und Eignung des Vergussmaterials erfordert. Zudem wird durch die Implementierung eines Vergussprozesses in der Fertigung, diese mit einem entsprechenden Zeit- und Kostenbedarf beaufschlagt. Durch den Verguss der Komponenten ist ein Zugang zu den vergossenen Bauteilen nicht mehr gegeben.

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Kunststoffformteil mit kombinierter Funktion für Hochspannungsisolation und thermischer Isolation in Umrichtern

Idee: Jens-André Bunk, DE-Erlangen; Christian Maul, DE-Erlangen; Günter Schwesig, DE-Erlangen

Bei der Verwendung von hochspannungsführenden Bauteilen sind vorschriftsgemäß sogenannte Luft- und Kriechstrecken (LuK) zu beachten und einzuhalten. Eine ausreichende Bemessung der Luft- und Kriechstrecken dient dazu, Personen oder Sachwerte vor den Auswirkungen von elektrischen Spannungen oder Strömen - oder durch Funktionsversagen der Betriebsmittel - auf bestmögliche Weise zu schützen. Bei einem bereits vorgegebenen Einbauraum lassen sich die geforderten LuK jedoch oft nicht ohne zusätzliche Maßnahmen einhalten. Gleichzeitig steigen die thermischen Anforderungen an die Bauteile, da bei einem kleineren Einbauraum und/oder einer erhöhten Leistungsdichte die Entwärmung aufwendiger wird.

In Systemen nach dem Stand der Technik werden zur Reduzierung von Luft- und Kriechstrecken die Anordnung der Bauteile auf den einzelnen Leiterplatten optimiert. Steht nur ein vergleichsweise geringer Bauraum zur Verfügung, so werden die betroffenen Komponenten vergossen. Dies erfordert ein entsprechendes Vergussmaterial, das blasenfrei vergossen werden muss. In der Regel erfolgt dieser Verguss unter Vakuum, was jedoch eine anwendungsspezifische Auswahl und Eignung des Vergussmaterials erfordert. Zudem wird durch die Implementierung eines Vergussprozesses in der Fertigung, diese mit einem entsprechenden Zeit- und Kostenbedarf beaufschlagt. Durch den Verguss der Komponenten ist ein Zugang zu den vergossenen Bauteilen nicht mehr gegeben.

Im Folgenden wird eine neuartige Konstruktion vorgeschlagen, welche es durch eine optimierte Leiterplattenform in Verbindung mit einem Kunststoffformteil ermöglicht, die Vorgaben für Luft- und Kriechstrecken, insbesondere in Umrichtern, umzusetzen. Die Reduzierung der LuK wird durch isolierende Kunstoffstege realisiert, welche in montiertem Zustand dur...