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Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines Trockengleichrichters, insbesondere durch Sta- pelung von Selengleichrichterplatten, der vorzugsweise für grössere Leistungen gedacht ist. Die Erfindung ist aber im Prinzip auch bei Gleichrichtern anderer Leistungen verwendbar.
Es ist bekannt, Trockengleichrichterplatten, insbesondere Selengleichrichterplatten zu einer Säule zu schichten, die dann den Gleichrichter darstellt. Die Zahl der für den Aufbau einer Säule aufzuschichtenden und in Reihe zu schaltenden Platten ist durch die Nennanschlussspannung und die Nennsperrspannung der einzelnen Gleichrichterplatte bedingt, während die Strombelastung des Gleichrichters unter anderem von der wirksamen Fläche der benutzten Gleichrichterplatten abhängt. Um zu grösseren Strombelastbarkeiten zu kommen, ist man zunächst zu grösseren Platten übergegangen. Diese flächenmässige Vergrösserung findet ihre natürliche Grenze dann, wenn die Grösse der Platten zu Schwierigkeiten der Herstellung, der Handhabung, der Montage oder im Betriebe des Gleichrichters Anlass gibt.
Ist diese Grenze erreicht, so bleibt nur die Möglichkeit offen, mehrere Gleichrichtersäulen bestimmter Leistung parallel zu schalten, um die gewünschte Endleistung zu erhalten. Diese Möglichkeit wird auch laufend ausgenutzt.
Neben diesen Massnahmen ist eine andere Entwicklung einhergegangen, deren Ziel es war und wohl auch noch ist, die spezifische Belastbarkeit der einzelnen Gleichrichterplatte zu erhöhen. So hat man sich um eine Verbesserung der Durchlasskennlinie der Gleichrichterplatte bemüht, die eine Erhöhung der Stromdichte bei gleicher Plattentemperatur ermöglicht. Ausserdem versucht man ständig, die Fertigungverfahren für die Gleichrichterplatte durch sorgfältige Überwachung oder andere Massnahmen zu verbessern, um damit Fehler innerhalb der Gleichrichterplatte auszuschliessen und eine höhere Belastbarkeit zu erzielen. Die Verstärkung der Kühlung der Gleichrichterplatten bzw. -säulen ist eine weitere Massnahme in dieser Richtung.
Alle diese Bemühungen sind mit erheblicher wissenschaftlicher Arbeit und einem grossen technischen Aufwand verbunden und führen im Ergebnis nur noch zu einer verhältnismässig geringfügigen Verbesserung der Eigenschaften der Gleichrichterplatten bzw. Verminderung des Bauvolumens.
Die Erfindung geht einen ganz andern Weg. Sie geht von der an sich bekannten Tatsache aus, dass Gleichrichterplatten mit kleiner wirksamer Fläche eine höhere spezifische Strombelastung zulassen als grössere Gleichrichterplatten. Diese Tatsache ist unter anderem darin begründet, dass bei kleineren Gleichrichterplatten das Verhältnis Umfang bzw. Fläche günstiger ist als bei grossen Platten. Damit ist eine stärkere Wärmeabstrahlungs- bzw. Wärmeable : tmöglichkeit der kleineren Platte über die Kanten gegeben.
Wenn im folgenden von"Gleichrichterplatte"gesprochen wird, so ist damit in erster Linie diesem Begriff entsprechend ein Gleichrichterelement ebenflächiger Ausdehnung gemeint. Die Erfindung erstreckt sich aber auch auf Gleichrichterelemente anderer Art, z. B. rohr- oder stabförmige Gleichrichter, die an sich bekannt sind.
Die Erfindung besteht nun darin, zum Aufbau eines Stapels von Gleichrichterplatten eine Platte solcher Abmessungen zu wählen, die nach den jeweils vorliegenden Anforderungen am besten geeignet erscheint, um zu einem Gleichrichter mit geringerem Bauvolumen ohne Minderung der Leistung zu kommen,
Die Erfindung besteht mit andern Worten darin, eine Gleichrichterplatte, die bisher nach der gewünschten Strombelastung bemessen wurde, durch eine Mehr- bzw. Vielzahl von kleineren lamellenarti-
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gen Gleichrichterplatten höherer spezifischer Strombelastbarkeit, insbesondere optimaler Strombelastbarkeit, zu ersetzen.
Es wird nach der Erfindung also die Grenze, die bisher einer weiteren Vergrösserung der wirksamen Fläche eines Gleichrichters aus den schon oben angeführten Gründen entgegenstand, nach unten verlegt, indem bewusst eine kleinere Platte gewählt wird. um einen Gleichrichter grösserer Leistung zu erstellen.
Die höhere spezifische Belastbarkeit der kleineren Platte führt in Verbindung mit der anwendbaren grösseren Packungsdichte innerhalb der Säule zu Gleichrichtern, die sich in ihrem Volumen, verglichen mit einem bisherigen Gleichrichter gleicher Leistung, vorteilhaft unterscheiden.
Die Erfindung führt ausserdem zu dem Vorteil, dass eine Platte bestimmter Abmessungen, mit andern Worten eine "Einheitsplatte" für den Aufbau mehrerer Typen von Gleichrichtern verwendet werden kann.
Die Fertigung hat es also nur noch mit der Herstellung von Einheitsplatten zu tun und vermeidet damit die Vielzahl der Plattengrössen und der dazu notwendigen Geräte der bisherigen Technik.
Die Schichtung der Einheitsplatte nach der Erfindung erfolgt zu Säulen bestimmter Länge. Vorzugweise wird man eine "Einheitslänge" festlegen, die für eine grössere Anzahl von Gleichrichtertypen zugleich verwendbar ist.
Es wurde gefunden, dass die geeignete Einheitsplatte nach der Erfindung vorzugsweise bei einer Plattenfläche zwischen etwa 600 - 2500 mm2 mit einer bezogenen Bauhöhe von vorzugsweise etwa 25 bis 50 mm zu suchen ist. Diese Flächenangaben entsprechen einer gleichrichtend wirksamen Fläche von 350 bis 1100 mm2bei zentral gelochten Platten. Der vorstehende Befund schliesst jedoch nicht aus, dass unter Umständen auch andere Bereiche und bzw. oder Bauhöhen ihren Zweck erfüllen, z. B. bei Gleichrichtern mit sehr grosser Leistung grössere Einheitsplatten und bei Gleichrichtern kleinerer Leistung unterhalb der angegebenen Bereiche liegende Abmessungen.
Zu kleine Platten werden unter Umständen nicht in Frage kommen, da auch dann, wie bei den ganz grossen Platten, die Schwierigkeiten der Fertigung und Handhabung wieder wachsen werden.
In den Fig. 1 und 2 soll zunächst der Erfindungsgedanke veranschaulicht werden. Angenommen, ein Gleichrichter bestimmter Leistung, der nach den bisherigen Richtlinien hergestellt wird, benötigt eine
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Durch Anwendung des Erfindungsgedankens - Verwendung kleinerer Gleichrichterplatten Q gleichen Schichtaufbaues - wird infolge der hiebei möglichen höheren-Strombelastbarkeit nur eine Plattenfläche P-P'benötigt (P = Fläche a, b, c, d ; P'= Fläche a, c, e, f), deren wirksame Fläche der Summe der wirk samen Flächen der kleineren Gleichrichterplatten Q entspricht (Fig. 2).
Im Sinne der Erfindung liegt es auch, zur Erzielung einer gewünschten Kennlinie des Gleichrichters Gleichrichterplatten Q verschiedenen Schichtaufbaues innerhalb desselben Gleichrichterstapels zu verwenden.
Die Fig. 3 zeigt schematisch einen Gleichrichterstapel bisheriger Bauart mit einer Plattengrösse von 200 X 500 mm, die zur Zeit etwa als obere Grenze für die flächenmässige Ausdehnung angesehen werden kann. Ein solcher Gleichrichterstapel hat bei Verwendung von 30 Platten zur Erzielung einer Leistung von etwa 5 kW (Drehstrombrückenschaltung) das Volumen von etwa 200 X 500 X 700 mm = 70 dms. Der bekannte Stapel wird z. B. durch Trägerbolzen T zusammengehalten, die in der Zeichnung nur schematisch angedeutet sind. Der Abstand der Platten P beträgt im bekannten Falle etwa 20 mm. In der Zeichnung bedeutet "pst = Platte + Abstand zur Vereinfachung der Darstellung.
Die vorstehenden Angaben beziehen sich auf eigenbelüftete Säulen.
Ein Gleichrichter derselben Leistung, ebenfalls eigenbelüftet, besitzt bei Benutzung der Erfindung nur ein Volumen von etwa 400 X 680 X 50 mm = 15 dms. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist dieser Gleichrichter dargestellt. Die für seinen Aufbau verwendete gelochte und durch dünne Trägerbolzen T getragene Einheitsplatte besitzt eine Grösse von etwa 25 X 25 mm = 625 mm2. Einheitsplatten dieses Formats sind zunächst zu Säulen mit der Länge von etwa 200 mm bei einem Abstand von etwa 4 mm zwischen den Platten geschichtet. Diese Säulen werden z. B. in zwei Schichten zu einer Art Stapel nebenund übereinandergelegt, so dass sich das obige Volumen ergibt. Vorzugsweise wird man die Stapelung in nur einer Schicht vornehmen, weil dann optimale Verhältnisse zu erzielen sind.
Der nach der Erfindung vorzugsweise in Form einer geschlossenen in sich fertig verschalteten Baueinheit entstehende Gleichrichter kann, weil er aus einer Vielzahl von Gleichrichterlamellen zusammengesetzt ist, als Lamellengleichrichter bezeichnet werden. Unter dem Begriff"Verschaltung"soll auch verstanden werden, dass innerhalb der Baueinheit die notwendigen elektrischen Verbindungen, z. B. zur Herstellung einer Brückenschaltung, vorgenommen sind.
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