CS215418B1

CS215418B1 - Thyristor rectifier

Info

Publication number: CS215418B1
Application number: CS613180A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Havelka; Leos Nakladal; Bohuslav Pistinek
Original assignee: Jaroslav Havelka; Leos Nakladal; Bohuslav Pistinek
Priority date: 1980-09-10
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1982-08-27

Abstract

Předmětem vynálezu je vzduchem chlazený tyristorový usměrňovač, obsahující řadu modulově uspořádaných jednotek umístěných vertikálně v nosném rámu nad sebou. Výsuvné silové polovodičové moduly (obr. 1) oddělené mezivložkami, ; tvořenými dvěma bočnicemi a dvěma příčnými i izolačními deskami pro usměrnění proudění vzduchu a přisání vzduchu do chladicího kanálu, jsou uzpůsobeny nad alespoň jedním výsuvnýmblokem přepěťové ochrany, případně výsuvným blokem koncových stupňů, zasouvatelně vedených na vodítkách s plovoucími narážecími konektory umístěnými v zadní části vodítek a výstupní svorkovnicí připevněnou držíky k nosnému rámu. V zadní části usměrňovače jsou svisle uspořádány v jedné případně dvou řadách přívodnístřídavé pasnice a stejnosměrné výstupní pasnice uchycené prostřednictvím držáků pasnic k nosnému rámu tak, že na přívodních střídavých pasnicích jsou přímo nasunuta čidla proudu tvaru toroidu s vnitřnímobdélníkovým otvorem k nim připevněna přes izolační výstupek. Přívodní střídavé pasnice jsou přes vzduchové anodové reaktory umístěné v každé fázi každého ze silových polovodičových modulů připojeny k propojovacím pasnicím uspořádaným mezi tvarovými izolačními vložkami v prostoru mezi chladiči výkonových polovodičových prvků a uchyceným k výkonovým pojistkám. Vzduchové anodové reaktory jsou uchyceny společně s přívody silových polovodičových modulů v držáku přívodů připevněném ke kanálu C-profilu sloužícím pro uchycení vodítek výsuvných jednotek usměrňovače a pro uložení propojovacích vodičů ; ve vertikálním směru.The subject of the invention is an air-cooled thyristor rectifier, comprising a series of modularly arranged units placed vertically in a support frame one above the other. The withdrawable power semiconductor modules (Fig. 1) separated by intermediate inserts, ; formed by two side panels and two transverse and insulating plates for directing the air flow and drawing air into the cooling channel, are arranged above at least one withdrawable block of overvoltage protection, or a withdrawable block of output stages, retractablely guided on guides with floating impact connectors placed in the rear part of the guides and an output terminal block attached to the support frame by holders. In the rear part of the rectifier, the AC supply rails and the DC output rails are arranged vertically in one or two rows, attached to the supporting frame by means of rail holders, so that the toroid-shaped current sensors with an internal rectangular opening are directly inserted onto the AC supply rails and attached to them via an insulating protrusion. The AC supply rails are connected to the connecting rails arranged between the shaped insulating inserts in the space between the power semiconductor element coolers and attached to the power fuses via air anode reactors located in each phase of each of the power semiconductor modules. The air anode reactors are attached together with the power semiconductor module leads in a lead holder attached to a C-profile channel serving for attaching the guides of the rectifier extension units and for storing the connecting wires; in the vertical direction.

Description

Vynález se týká tyristorového usměrňovače vzduchem chlazeného a obsahujícího řadu modulově uspořádaných jednotek umístěných vertikálně v nosném rámu nad sebou.The invention relates to an air-cooled thyristor rectifier comprising a series of modularly arranged units positioned vertically one above the other in a support frame.

Nevýhodou dosavadních konstrukčních uspořádání skříňových tyristorových usměrňovačů je; časová náročnost při výměnách vadných bloků a s tím spojené zvýšené prostoje zejména u velkých technologických souborů, dále nedostatečná kompaktnost usměrňovačů a nutnost sestavování' usměrňovačů o vyšších jednotkových výkonech i kombinací vyššího počtu skříní.A disadvantage of the prior art designs of the box thyristor rectifiers is; the time required for replacing defective blocks and the associated increased downtime, especially for large technology assemblies, the lack of compactness of the rectifiers and the need to assemble rectifiers of higher unit power and a combination of a higher number of cabinets.

Uspořádání tyristorového usměrňovače podle vynálezu do značné míry odstraňuje uvedené nevýhody a řeší daný úkol tak, že výsuvné silové polovodičové moduly oddělené mezivložkami, tvořenými dvěma bočnicemi a dvěma příčnými izolačními deskami pro usměrnění proudění vzduchu a přisávání vzduchu do chladícího kanálu, jsou uzpůsobeny nad alespoň jedním výsuvným blokem přepěťové ochrany případně výsuvným blokem koncových stupňů, posuvně uložených na vodítkách s narážecími konektory umístěnými v zadní části vodítek a výstupní svorkovnicí připevněnou i držáky k nosnému rámu, kde v zadní části usměrňovače jsou svisle uspořádány nejméně v jedné ; řadě přívodní střídavé pasnice a stejnosměrné výstupní pasnice uchycené prostřednictvím držáků pasnic k nosnému rámu, přičemž na přívodních střídavých pasnicích jsou přímo zasunuta čidla proudu tvaru toroidu s vnitřním obdélníkovým otvorem připevněna k nim přes izolační výstupek, přičemž přívodní střídavé pasnice jsou přes vzduchové anodové reaktory umístěné v každé fázi každého ze silových polovodičových modulů připojeny k propojovacím pasnicím uspořádaným mezi tvarovými izolačními vložkami v prostoru mezi chladiči výkonových polovodičových prvků a uchyceným k výkonovým pojistkám, přičemž vzduchové anodové reaktory jsou uchyceny společně s přívody silových polovodičových modulů í v držáku přívodů připevněném ke kanálu C-profilu ! sloužícím pro uchycení vodítek výsuvných jednot- : ek usměrňovače a pro uložení propojovacích vodičů ve vertikálním směru.The arrangement of the thyristor rectifier according to the invention largely eliminates these disadvantages and solves the problem by extending the withdrawable power semiconductor modules separated by interlinings consisting of two side panels and two transverse insulating plates to direct the air flow and sucking air into the cooling duct above at least one withdrawable. an overvoltage protection block or a withdrawable block of output stages slidably mounted on guides with push-in connectors located at the rear of the guides and an output terminal block attached to the support frame, where at the rear of the rectifier they are vertically arranged in at least one; a series of AC busbars and DC output busses mounted by means of the brackets to the support frame, the toroid-shaped current sensors with an internal rectangular bore are directly inserted on the AC blades, and the AC busbars are positioned over the air anode reactors each phase of each of the power semiconductor modules connected to interconnecting strips arranged between the shaped insulating inserts in the space between the power semiconductor heatsinks and attached to the power fuses, the air anode reactors being held together with the power semiconductor module leads í in the lead holder attached to C- Profile! used for attaching the guides of the withdrawable units of the rectifier and for holding the connecting conductors in the vertical direction.

Tyristorový usměrňovač podle vynálezu umožňuje svou konstrukcí lepší přístupnost a snažší a rychlejší výměnu jednotlivých bloků uspořádaných výsuvně v nosném rámu. Výhodný je i daleko nižší sortiment mechanických i elektrických stavebnicových dílů, vyplývající z kompaktnosti konstrukce usměrňovače. Mezi další výhody je rovněž možno uvést přítomnost sumárních přepěťových ί ochran a indikaci počtu přerušených výkonových pojistek v jedné anodové větvi a tedy možnost selektivního zásahu v regulátoru.The thyristor rectifier according to the invention enables better accessibility and easier and quicker replacement of individual blocks arranged in the support frame. Also advantageous is the much lower range of mechanical and electrical modular components resulting from the compactness of the rectifier design. Other advantages include the presence of summary overvoltage protections and indication of the number of broken power fuses in one anode branch and thus the possibility of selective intervention in the controller.

Na obrázcích 1 až 4 je zobrazen příklad provedení tyristorového usměrňovače podle vynálezu, kde na obr. 1 je čelní pohled a na obr. 2 zadní pohled na uspořádání usměrňovače, na obr. 3 horizontální i řez usměrňovačem ve výši bloku koncových stupňů j i a na obr. 4 horizontální řez usměrňovačem ve výši | silového polovodičového modulu.1 to 4 show an exemplary embodiment of a thyristor rectifier according to the invention, wherein FIG. 1 is a front view and FIG. 2 a rear view of the rectifier arrangement; FIG. 3 shows a horizontal section through the rectifier at the output stage block jia in FIG. Horizontal section of rectifier at power semiconductor module.

Tyristorový usměrňovač podle vynálezu je uspořádán v nosném rámu 1 z tenkostěnných ocelových uzavřených profilů, který je opatřen bočnicemi 2, předními dveřmi 3 a zadními dveřmi 4 s magnetickým těsněním 5. Namísto zadních dveří 4 může být použita krycí deska, případně filtr vzduchu. Nad výstupní svorkovnicí 13 připevněné pomocí držáků k nosnému rámu 1 je uzpůsobena řada výsuvných jednotek, které mohou být variabilně uspořádány ; podle konkrétní potřeby. Jedná se o blok 9 koncových stupňů, bloky 10 přepěťové ochrany a silové polovodičové moduly 11 s výkonovými pojistkami 37 a bloky 38 zapalovacích obvodů. Na zobrazeném příkladu konstrukčního uspořádání usměrňovače je v nosném rámu 1 jeden blok 9 koncových stupňů, dva bloky 10 přepěťové ochrany a čtyři silové polovodičové moduly 11, v jiných modifika- i cích však mohou být přítomny dva nebo tři silové polovodičové moduly 11 jediný blok 10 přepěťové ochrany, případně blok 9 koncových stupňů nemusí být vůbec přítomen. Jednotlivé silové polovodičové moduly 11 jsou od sebe odděleny mezivložkami 25 tvořenými dvěma bočnicemi a dvěma příčnými izolačními deskami pro usměrnění proudění | chladícího vzduchu a přisávání tohoto vzduchu do chladícího kanálu a tím docílení stejnoměrné teploty ve vertikálním průřezu kanálu. Na horní Části nosného rámu 1 je uspořádán redukční člen 14 ventilačního bloku 15 obsahující navíc jistič ventilátoru a signalizaci poruchových stavů usměrňovače. Ventilační blok 15 může být opatřen ochrannou krycí mříží 16 a stříškou.The thyristor rectifier according to the invention is arranged in a supporting frame 1 of thin-walled closed steel profiles, which is provided with sidewalls 2, a front door 3 and a rear door 4 with a magnetic seal 5. A cover plate or an air filter can be used instead. Above the output terminal 13 fixed by means of holders to the support frame 1, a series of withdrawable units are provided, which can be variably arranged; as needed. These are the output stage block 9, the overvoltage protection blocks 10 and the power semiconductor modules 11 with power fuses 37 and the ignition circuit blocks 38. In the illustrated rectifier design, there is one output stage block 9, two overvoltage protection blocks 10, and four power semiconductor modules 11 in the support frame 1, but two or three power semiconductor modules 11 may have a single overvoltage block 10 in other modifications or 9 output stage blocks need not be present at all. The individual power semiconductor modules 11 are separated from each other by interlinings 25 formed by two sidewalls and two transverse insulating plates for flow control | cooling air and sucking this air into the cooling duct, thereby achieving a uniform temperature in the vertical cross-section of the duct. On the upper part of the support frame 1, there is provided a reducing member 14 of the ventilation block 15 comprising in addition a fan circuit breaker and a rectifier fault condition signaling. The ventilation block 15 may be provided with a protective grille 16 and a roof.

V zadní části usměrňovače jsou uspořádány svisle v jedné nebo dvou řadách přívodní střídavé pasnice 18 a stejnosměrné výstupní pasnice 21 uchycené prostřednictvím držáků 22 pasnic k nos- i němu rámu 1. Na přívodu střídavé pasnice 18 vycházející z připojovacího místa 20 jsou zasunuta i čidla proudu 17 tvaru toroidu s vnitřním obdélní- i kovým otvorem a připevněna k nim přes izolační i výstupek 19. Přívodní střídavé pasnice 18 jsou dále přes vzduchové anodové reaktory 24 vinuté na plocho do šroubovice a umístěné v každé fázi každého ze silových polovodičových modulů 11 připojeny k propojovacím pasnicím 31 uspořádá- i i ným mezi tvarovými izolačními vložkami 30 v pro- j ! storu mezi chladiči 26 výkonových polovodičových ¹prvků 29 ď uchyceným k výkonovým pojistkám 37.At the rear of the rectifier, there are arranged vertically in one or two rows of the AC inlet rail 18 and the DC outlet rail 21 fastened by means of the rail holders 22 to the support frame 1. Also current sensors 17 are inserted at the AC bus inlet. a toroid-shaped internal rectangular bore and attached thereto via both the insulating and protrusion 19. The AC supply rails 18 are further coupled via helical air anode reactors 24 and located in each phase of each of the power semiconductor modules 11 to the interconnecting busbars. 31 disposed between the molded insulating inserts 30 in FIG. Space between the condenser 26 of the power semiconductor elements 29 D ¹ mounted at the power fuses 37th

Druhé konce výkonových pojistek 37 jsou přípoje- i ny k upínacím třmenům 28 výkonovýclj polovodi- i čových prvků 29 kotoučové provedení, které jsou přitlaěovány ke chladičům 26 zasahujícím do chladícího kanálu tvořeného zadními stěnami 39 a bočnicemi 27 silových polovodičových modulů 11. Vzduchové anodové reaktory 24 jsou uchyceny společně s přívody silových polovodičových'modulů 11 v držáku 23 přívodu upevněném ké kanáluThe other ends of the power fuses 37 are connected to the clamping brackets 28 of the power semiconductor element 29 by a disk design which are pressed against coolers 26 extending into the cooling duct formed by the rear walls 39 and the sides 27 of the power semiconductor modules 11. Air anode reactors 24 they are mounted together with the power semiconductor modules 11 in the feed channel 23 of the fixed channel

C-profilu sloužícím pro uchycení vodítek 8, výsuvných jednotek usměrňovače a současně pro uložení propojovacích vodičů ve vertikálním směru.The C-profile serves to hold the guides 8, the withdrawable rectifier units and at the same time to hold the interconnecting conductors in the vertical direction.

Výsuvné bloky 10 přepěťové ochrany, případně blok 9 koncových stupňů vedené na profilovaných vodítkách 7 jsou připojeny dvěma plovoucími narážecími konektory 12 s naváděcími kolíky. Zobrazený řez blokem 9 koncových stupňů ukazuje uspořádání regulačních jednotek 32 a čelních panelů 33 obsahující měřící, indikační a signalizač-The overvoltage protection withdrawal blocks 10 or the output stage block 9 guided on the profiled guides 7 are connected by two floating impact connectors 12 with locating pins. The sectional view shown of the output stage block 9 shows the arrangement of the control units 32 and the front panels 33 comprising the measuring, indicating and signaling devices.

Claims

An air-cooled thyristor rectifier comprising a plurality of modularly arranged units positioned vertically one above the other in a support frame, characterized in that the withdrawable power semiconductor modules (11) separated by interliners (25) consisting of two side walls and two transverse insulating plates for air flow control; the air intake to the cooling channel are provided above at least one pull-out block (10) of the overvoltage protection, optionally a pull-out block (9) of the output stages, displaceably mounted on the guides (7) with floating impact connectors (12) located at the rear of the guides (7) ) and an output terminal block (13) fastened by brackets to the support frame (1), wherein at the rear of the rectifier there are vertically arranged in at least one row of the AC input rail (18) and the DC output rail (21) fastened by the rail supports (22). the support frame (1) at EMZ to supply alternating flanges (18) are slid within the current sensor (17) of toroidal shape with an internal qbdélníko4 in 'the elements. The side walls 34 of the output stage block 9 are provided with two grooves for inserting the guides 7, the counterparts 36 of the plug connectors 12 are then placed in the cross beam 35 of the output stage block 9.

The thyristor rectifier according to the invention is intended for use in the field of power electronics, in particular in drive technology.

OF THE INVENTION attached thereto via an insulating protrusion (19), wherein the AC supply rails (18) are connected via air anode reactors (24) located at each phase of each of the power semiconductor modules (11) to interconnecting busbars (31) arranged between the insulating inserts (30) in the space between the heatsinks (26) of the power semiconductor elements (29) and attached to the power fuses (37), the air anode reactors (24) being held together with the power semiconductor modules (11) in the holder (23) ) of the leads attached to the C-channel channel (6) serving for gripping the guides (7, 8) of the withdrawable rectifier units and for holding the interconnecting conductors in the vertical direction.

Thyristor rectifier according to claim 1, characterized in that the support frame (1) is made of closed profiles and is provided with sidewalls (2) and doors (3, 4) with a magnetic seal (5), arranged on its top part a reducing member (14) with a ventilation block (15).