DE1075744B - Dry rectifier arrangement with rectifier stacks of tablets arranged in a ring in chambers of insulating bodies - Google Patents
Dry rectifier arrangement with rectifier stacks of tablets arranged in a ring in chambers of insulating bodiesInfo
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Description
Trockengleichrichteranordnung mit in Kammern von Isolierkörpern ringförmig angeordneten Gleichrichter-Tablettenstapeln Bei Trockengleichrichteranordnungen, insbesondere für hohe Spannungen, kommt es darauf an, daß die Unterbringung der Gleichrichterelemente eine gute Kühlung gewährleistet, daß auf einfache Weise die erforderlichen gegenseitigen Spannungsabstände eingehalten werden können und daß die Montage sich einfach gestaltet. Hierbei ist es insbesondere auch erwünscht, daß die Anzahl der bei der Montage zusammenzusetzenden Teile möglichst gering ausfällt und daß speziell bei Hochspannungs-Trockengleichrichtern durch die Gestaltung der Anordnung eine günstige elektrische Feldverteilung erreicht wird.Dry rectifier arrangement with ring-shaped in chambers of insulating bodies arranged stacks of rectifier tablets In the case of dry rectifier arrangements, especially for high voltages, it is important that the accommodation of the Rectifier elements ensure good cooling that in a simple manner the required mutual voltage distances can be maintained and that assembly is easy. It is particularly desirable here that the number of parts to be assembled during assembly is as small as possible and that especially with high-voltage dry rectifiers by the design of the Arrangement a favorable electric field distribution is achieved.
Es sind Trockengleichrichteranordnungen bekannt, bei denen vier Gleichrichtersäulen einer Gleichrichter-Brückenschaltung in achsparallelen Bohrungen eines massiven Zylinders aus Isoliermaterial in Mantelnähe des Zylinders untergebracht sind. Bei diesen Anordnungen ist eine Wärmeabgabe der Stapel nur über die Außenflächen des Zylinders möglich.There are dry rectifier arrangements are known in which four rectifier columns a rectifier bridge circuit in axially parallel bores of a massive Cylinder made of insulating material are housed near the jacket of the cylinder. at In these arrangements, heat is only given off by the stack via the outer surfaces of the Cylinder possible.
Es ist ferner bereits eine Hochspannungs-Trockengleichrichteranordnung vorgeschlagen worden, bei der Stapel aus Gleichrichterelementen am Umfang scheibenförmiger Isolierkörper in Kammern angeordnet sind.It is also already a high voltage dry rectifier arrangement has been proposed in the stack of rectifier elements on the circumference disc-shaped Insulating bodies are arranged in chambers.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Trockengleichrichteranordnung mit in Kammern von Isolierkörpern ringförmig angeordneten Gleichrichter-Tablettenstapeln, insbesondere für hohe Spannungen. Sie besteht darin, daß die Anordnung einen oder mehrere radähnliche Isolierkörper mit innerhalb des Radkranzes in Kammern untergebrachten Tablettenstapeln aufweist und daß die Speichenscheibe jedes Rades durchbrochen und relativ zur Dicke des Radkranzes so dünn gehalten ist, daß sie die Wärmeabgabe der inneren Mantelfläche des Radkranzes nicht wesentlich behindert. Durch die Erfindung wird die Abführung der in den Tablettenstapeln entstehenden Verlustwärme wesentlich erleichtert. Der Radkranz des Isolierkörpers kann an einer bzw. beiden konzentrischen Mantelflächen mit Schlitzen bzw. Aussparungen versehen sein, die dem Kühlmittel bzw. der Kühlluft einen unmittelbaren Zutritt zu den Tablettenstapeln .gestatten.The present invention relates to a dry rectifier arrangement with stacks of rectifier tablets arranged in a ring in chambers of insulating bodies, especially for high voltages. It consists in the fact that the arrangement has one or several wheel-like insulators with housed inside the wheel rim in chambers Has tablet stacks and that the spoke disc of each wheel is broken and is kept so thin relative to the thickness of the rim that they reduce the heat dissipation of the inner circumferential surface of the wheel rim is not significantly hindered. Through the invention the dissipation of the heat lost in the tablet stacks becomes essential relieved. The rim of the insulator can be concentric on one or both Outer surfaces be provided with slots or recesses, which the coolant or the cooling air .gestatten direct access to the tablet stacks.
Die radähnliche Ausbildung der Gehäusekörper ermöglicht es, mehrere Teil-Gleichrichteranordnungen, die je für sich bereits eine große Anzahl von Gleichrichterelementen enthalten, auf einfache Weise und raumsparend zu größeren Gleichrichtereinheiten zusammenzufassen. Zu diesem Zweck werden die einzelnen radähnlich gestalteten Teilanordnungen vorzugsweise mit den Nabenteilen der radähnlichen Isolierkörper auf einen Montagebolzen aufgereiht, wobei die Nabenteile gleichzeitig als Distanzierungsstückegegenüber den benachbarten Teilanordnungen dienen können. Der Radkranz des Isolierkörpers ist vorzugsweise zunächst an beiden Stirnflächen, mindestens aber an einer derselben, offen, so daß die Gleichrichtertabletten auf einfache Weise in die Kammern eingebaut werden können, und zwar zusammen mit den Schaltbrücken, welche benachbarte Tablettenstapel innerhalb des Radkranzes elektrisch miteinander verbinden bzw. einen äußeren Anschluß vermitteln. Die Kammern für die einzelnen Stapel des Radkranzes können hierbei jeweils durch einzelne Verschlußdeckel oder ein jeweils mehreren Kammern oder allen Kammerngemeinsames Verschlußglied verschlossen werden. Diese Glieder bilden dabei gleichzeitig die Widerlager für die Federn der Stapel und/oder die Schaltungsglieder zwischen benachbarten Stapeln. Sie können ferner gleichzeitig Führungs- und Halteglieder bilden für vorzugsweise federnde Kontaktorgane, welche bei Zusammenstellung mehrerer radähnlich gestalteter Gleichrichteranordnungen zur elektrischen Verbindung dieser Anordnungen untereinander dienen. Diese Kontakte können z. B. pilzförmig ausgebildet sein, wobei sie mit dem Schaftteil der Pilzform in dem Abdeckglied einer Kammer geführt werden. Der Kopf der Pilzform begrenzt dabei die Bewegung des Pilzkontaktes an der Innenseite des Abdeckkörpers. Auf den Kopf des Pilzes als Abstützglied wirkt eine Druckfeder, die sich andererseits gegen die Tabletten des Gleichrichterstapels legt. Für eine Kontaktvermittlung zwischen zwei benachbarten Teil-Gleiehrichteranordnungen mit radähnlichen Gehäusekörpern wirken dann die Enden der frei aus der Radform hervortretenden Schäfte zweier solcher Pilzformen zusammen, indem sie sich gegeneinander legen; dabei wird vorzugsweise noch eine beide Schäfte umschließende Hülse zur Sicherung des gegenseitigen Kontaktes benutzt. Der Bolzen, auf welchen die Gleichrichterelemente aufgereiht werden, besteht vorzugsweise aus Isoliermaterial. Die Anordnung ist vorzugsweise mit Endscheiben versehen, die unter hochspannungstechnischen Gesichtspunkten ohne scharfe Kanten mit entsprechenden Abrundungen hergestellt sind, so daß keine nachteiligen Sprüherscheinungen auf Grund hoher elektrischer Felddichten eintreten können.The wheel-like design of the housing body enables several Partial rectifier arrangements, each of which already has a large number of rectifier elements included, in a simple way and space-saving to larger rectifier units summarize. For this purpose, the individual wheel-like sub-assemblies preferably with the hub parts of the wheel-like insulating body on a mounting bolt lined up, with the hub parts at the same time as spacer pieces opposite one another can serve the neighboring sub-assemblies. The rim of the insulator is preferably initially on both end faces, but at least on one of them, open so that the rectifier tablets are easily built into the chambers can be, together with the jumpers, which neighboring tablet stacks electrically connect to one another within the wheel rim or an external connection convey. The chambers for the individual stacks of the wheel rim can each by means of individual closure covers or a number of chambers each or all chambers in common Closing member are closed. These links also form the Abutment for the springs of the stack and / or the circuit elements between adjacent ones Stack. You can also form guide and holding members at the same time for preferably resilient contact organs, which are designed like a wheel when putting together several Rectifier arrangements for electrically connecting these arrangements to one another to serve. These contacts can e.g. B. be mushroom-shaped, with the Shank part of the mushroom shape are guided in the cover member of a chamber. The head the mushroom shape limits the movement of the mushroom contact on the inside of the Cover body. A compression spring acts on the head of the mushroom as a support member, which on the other hand lies against the tablets of the rectifier stack. For a contact mediation between two adjacent partial rectifier arrangements with wheel-like housing bodies the ends of the shafts of two such shafts protruding freely from the wheel shape then act Mushroom forms together by lying against each other; thereby will preferably another sleeve enclosing both shafts to ensure mutual contact used. The bolt on which the rectifier elements are lined up exists preferably made of insulating material. The arrangement is preferably with end plates provided, which from a high voltage point of view without sharp edges are made with appropriate roundings, so that no adverse spray phenomena can occur due to high electrical field densities.
Der Radkranz des radähnlichen Isolierkörpers braucht natürlich nicht unbedingt eine zylindrische Form zu haben, sondern kann auch eine dieser gleichartige Form, wie z. B. eine prismatische bzw. polygonale Form besitzen.The wheel rim of the wheel-like insulating body does not need, of course necessarily to have a cylindrical shape, but can also be one of the same kind Shape, such as B. have a prismatic or polygonal shape.
Der Nabenteil des radähnlichen Isolierkörpers kann entweder nur nach einer Seite über die Stirnfläche des Rades hervortreten oder über die Stirnflächen an beiden Seiten des Radkranzes.The hub part of the wheel-like insulator can either only after one side protruding over the face of the wheel or over the face on both sides of the wheel rim.
Der Nabenteil kann auch auf mehrere räumlich parallele Befestigungsbolzen aufgeschoben sein.The hub part can also be attached to several spatially parallel fastening bolts be postponed.
Es kann sich in manchen Fällen als zweckmäßig erweisen, die Speichenscheibe des Isolierkörpers nicht symmetrisch in bezug auf die Mitte der Längenausdehnung mit dem Radkranz zu verbinden, sondern mehr nach der einen oder nach der anderen Stirnseite des Radkranzes zu verlegen. Es kann sich in manchen Fällen sogar als zweckmäßig erweisen, dem Isolierkörper einen solchen Aufbau zu geben, daß die Speichenscheibe gewissermaßen die Bodenfläche eines becherartigen Gebildes ist, dessen zylindrischer Teil durch den die Gleichrichterelemente enthaltenden Radkranz gebildet wird.In some cases it can be useful to use the spoke disc of the insulator not symmetrical with respect to the center of the linear expansion to connect with the wheel rim, but more according to one or the other To lay the front of the wheel rim. In some cases, it may even turn out to be Prove expedient to give the insulating body such a structure that the spoke disk to a certain extent the bottom surface of a cup-like structure is its cylindrical Part is formed by the rim containing the rectifier elements.
Zwischen den Nabenteilen der einzelnen Isolierkörper können auch selbstverständlich zusätzliche Distanzstücke benutzt werden. In diesem Sinne kann sich auch ein solcher Aufbau der radähnlichen Isolierkörper als zweckmäßig erweisen, daß ein besonderer ausgeprägter Nabenteil an der Speichenscheibe überhaupt nicht vorgesehen und Distanzstücke beim Aufbau einer solchen Anordnung benutzt werden, die sich zwischen den Speichenscheiben der einzelnen Isolierkörper erstrecken und somit allein deren Distanzierung bestimmen.It goes without saying that between the hub parts of the individual insulating bodies additional spacers can be used. In this sense, such a Construction of the wheel-like insulating body prove useful that a special pronounced hub part on the spoke disc not provided at all and spacers in building such an arrangement are used, which is located between the spoke discs extend the individual insulating bodies and thus determine their distance alone.
Bei der Aneinanderreihung mehrerer Gleichrichteranordnungen mit radähnlichen Gehäusen kann man auch, statt einen gemeinsamen zentralen Bolzen zu verwenden, eine Schraubverbindung zwischen den Naben der radähnlichen Isolierkörper vorsehen, in der Weise, daß die Naben auf der einen Seite als Schrauben, auf der anderen Seite als Muttern ausgebildet sind. Statt einer Schraubverbindung kann auch eine Verbindung mit einem andersartigen gegenseitigen Eingriff nach Art einer Bajonettverbindung oder eine Verbindung mittels Sprengringen benutzt werden, die nach dem Ineinanderführen der Teile wirksam werden. Falls eine gegenseitige Verbindung benutzt wird die eine Drehbewegung bedingt, so wird die Eingriffsanordnung zweckmäßig derart gewählt, daß sich in der Umfangsrichtung eine eindeutige relative Lage zwischen den Isolierkörpern ergibt, damit die zwischen benachbarten Teilen herzustellende elektrische Verbindung auf einfache Weise auch ohne biegsame Leitungen vorgenommen werden kann.When stringing together several rectifier arrangements with wheel-like Instead of using a common central bolt, one can also use a housing Provide a screw connection between the hubs of the wheel-like insulators, in the way that the hubs on one side as screws, on the other are designed as nuts. Instead of a screw connection, a connection can also be used with a different type of mutual engagement in the manner of a bayonet connection or a connection by means of snap rings can be used, which lead into each other of the parts take effect. If a mutual connection is used one Due to the rotational movement, the engagement arrangement is expediently chosen in such a way that that there is a clear relative position between the insulating bodies in the circumferential direction results, so that the electrical connection to be established between adjacent parts can be done easily without flexible lines.
Die Kammern in dem Radkranzteil für die Unterbringung der Gleichrichtertabletten sind vorzugsweise derart ausgebildet, daß die Gleichrichter-Tablettenstapel parallel zur Achsrichtung der Radform liegen. Die Erfindung kann jedoch auch in der Weise verwirklicht werden, daß die einzelnen Plattenstapel senkrecht zur Achsrichtung der Radform bzw. diese kreuzend angeordnet werden. Die einzelnen Stapel liegen dabei zweckmäßig in Richtung von Vieleckseiten und sind an den Ecken der Polygone dann gegen entsprechende Körper abgestützt, gegebenenfalls unmittelbar an einer oder beiden Seiten über federnde Glieder, die gleichzeitig die Anschlußkontakte an den Endplatten des Stapels bilden können. Unter eine Anordnung der Gleichrichterplattenstapel senkrecht zur Achsrichtung fällt sinngemäß auch eine solche, bei welcher sich die Längsrichtung der Stapel in Richtung einer Sehne der Radform oder einer Diagonale eines entsprechenden Polygons erstreckt. Die Anordnung senkrecht zur Achsrichtung der Radform kann aber auch eine solche in Richtung eines Halbmessers bzw. Durchmessers der Radform sein.The chambers in the rim part for the accommodation of the rectifier tablets are preferably designed in such a way that the rectifier stack of tablets is parallel to the axial direction of the wheel shape. However, the invention can also in the manner be realized that the individual plate stacks perpendicular to the axial direction the wheel shape or these are arranged to cross. The individual stacks are there expedient in the direction of polygon sides and are then at the corners of the polygons supported against corresponding bodies, possibly directly on an or both sides via resilient members that simultaneously connect the contacts to the Can form end plates of the stack. Under an arrangement of the rectifier plate stacks at right angles to the axial direction there is also one in which the Longitudinal direction of the stacks in the direction of a chord of the wheel shape or a diagonal a corresponding polygon extends. The arrangement perpendicular to the axial direction however, the wheel shape can also be one in the direction of a radius or diameter be the wheel shape.
Eine beispielsweise Ausführung für die Anwendung der Erfindung veranschaulichen die Figuren der Zeichnung. In dieser enthalten die Fig. 1 und 2 eine einzelne Gleichrichteranordnung mit einem Gehäuse in Form eines radähnlichen Isolierkörpers in zwei einander entsprechenden Rissen; Fig.3 zeigt mehrere solche radähnliche Gehäusekörper mit Gleichrichtertabletten auf einem gemeinsamen Bolzen zu einer, Gesamtanordnung vereinigt.Illustrate an example embodiment for practicing the invention the figures of the drawing. In this, FIGS. 1 and 2 contain a single rectifier arrangement with a housing in the form of a wheel-like insulating body in two corresponding Cracks; 3 shows several such wheel-like housing bodies with rectifier tablets united on a common bolt to form one overall arrangement.
Nach den Fig. 1 und 2 ist ein Isolierkörper 1 benutzt nach Art eines Rades. Dessen Nabenteil ist mit 1 a bezeichnet. Der Teil 1 b bildet eine Speichenscheibe, über welche der Radkranz 1 c getragen ist. Dieser Radkranz ist mit zylindrischen Kanälen 1 d versehen, die an ihrer inneren und an ihrer äußeren Mantelfläche mit Schlitzen 1 e versehen sind. In diese Durchgangskanäle sind Gleichrichtertabletten 3 eingeschichtet. Nach dem Auffüllen der Kanäle mit den Gleichrichtertabletten und dem Einlegen der Kontaktbrücken zwischen den Stapeln benachbarter Gleichrichter sowie dem Einbringen -der pilzförmigen Kontaktorgane 5, welche unter der Wirkung von Federn 4 stehen, die sich andererseits gegen den Gleichrichterstape13 abstützen, werden die Kanäle durch die Abdeckscheibe 2 abgedeckt und dadurch die Teile in den Kanälen in ihrer gegenseitigen Lage und in gegenseitigem elektrischem Kontakt gehalten. Kontaktbrükken, welche zwischen benachbarten Stapeln von Gleichrichtertabletten die elektrische Stromleitung vermitteln, sind in Fig.2 gestrichelt angedeutet und mit 6 bezeichnet. Die Befestigung dieser Abdeckscheiben 2 kann beispielsweise unmittelbar nach dem Einlegen in einen Paßsitz durch ein geeignetes Klebemittel oder ein Gießharz oder eine thermische Verformung von Randplatten des Chassis 1 oder/und der Abdeckscheibe 2 erfolgen. Die Kontaktschienen nach Art von 6, welche zwischen benachbarten Gleichrichter-Tablettenstapeln die erwünschte Stromleitung vermitteln, sind sinngemäß abwechselnd oben und unten auf die Gleichrichter-Tablettenstapel aufgelegt, so daß eine entsprechende erwünschte Reihenschaltung oder auch gleichzeitig eine bestimmte Parallelschaltung der Gleichrichter-Tablettenstapel erreicht werden. Wie bereits angeführt, braucht der Radkranz nur an einer Seite offene Kanäle für die Unterbringung der Gleichrichtertabletten aufzuweisen. In diesem Fall müssen zwischen benachbarten Kanälen entsprechende Aussparungen vorgesehen werden, damit die Strombrükken, soweit bedingt, bis auf den Grund der Kanäle eingeführt werden können zwischen den schaltungsmäßig zu verbindendenGleichrichter-Tablettenstapeln. In Fig. 1 ist das Kontaktorgan 5 gezeigt, welches zur Vermittlung der Stromleitung zu einer benachbarten Gleichrichteranordnung dient. Dieses Zusammenwirken der Kontakte von verschiedenen benachbarten Gleichrichteranordnungen ist aus Fig.3 zu entnehmen. In dieser sind mehrere Teil-Gleichrichteranordnungen 101 bis 104 mit radähnlichen Gehäusen auf einen gemeinsamen Schraubenbolzen 108 aus Isoliermaterial aufgereiht und über ihre Nabenteile 102a bis 104a mechanisch zusammengespannt. Als Endglieder des Stapels sind metallische Scheiben 107 vorgesehen, von denen in der Abbildung wegen der teilweisen Darstellung einer Gesamtanordnung nur das Scheibenglied an einem Ende der Anordnung wiedergegeben ist. Gegen dieses Scheibenglied legt sich der Schaftteil des Kontaktes 105 a, der unter der Wirkung der Feder 106 steht, die sich andererseits gegen den Gleichrichter-Tablettenstapel 113 abstützt. Rechts unten an dem im Schnitt dargestellten Teilgleichrichter 101 ist ein zweiter, unter der Wirkung einer Druckfeder 112 stehender Kontakt 109 vorgesehen, der an seinem freien Schaftende mit einem entsprechenden Gegenkontakt 110 zusammenarbeitet, der zu dem Teilgleichrichter 102 gehört. Die Schäfte beider Kontakte 109 und 110 sind durch eine besondere Hülse 111 umschlössen, die aus Metall oder aus Isoliermaterial bestehen kann und welche gegebenenfalls die beiden Kontakte in der erwünschten gegenseitigen Lage und Anlage hält.According to FIGS. 1 and 2, an insulating body 1 is used in the manner of a Wheel. The hub part is denoted by 1 a. Part 1b forms a spoke disk, over which the rim 1 c is worn. This rim is cylindrical Channels 1 d provided, on their inner and outer surface with Slots 1 e are provided. In these passageways are rectifier tablets 3 layered. After filling the channels with the rectifier tablets and inserting the contact bridges between the stacks of adjacent rectifiers and the introduction of the mushroom-shaped contact organs 5, which under the effect of springs 4, which on the other hand are supported against the rectifier stack13, the channels are covered by the cover 2 and thereby the parts in the Channels held in their mutual position and in mutual electrical contact. Contact bridges between adjacent stacks of rectifier tablets convey the electrical power line are indicated by dashed lines in FIG denoted by 6. The attachment of these cover plates 2 can, for example, directly after placing in a snug fit by a suitable adhesive or a casting resin or a thermal deformation of edge plates of the chassis 1 and / or the cover plate 2 take place. The contact rails according to the type of FIG. 6, which are placed between adjacent stacks of rectifier tablets convey the desired power line are alternately above and below placed on the rectifier tablet stack, so that a corresponding desired Series connection or at the same time a certain parallel connection of the rectifier tablet stacks can be achieved. As already mentioned, the rim only needs on one side to have open channels for accommodating the rectifier tablets. In this In this case, appropriate recesses must be provided between adjacent channels are so that the current bridges, if necessary, introduced to the bottom of the canals between the rectifier tablet stacks to be connected in terms of circuitry. In Fig. 1, the contact member 5 is shown, which for switching the power line is used to an adjacent rectifier arrangement. This interaction the Contacts of various neighboring rectifier arrangements is shown in Fig.3 remove. In this several partial rectifier arrangements 101 to 104 are with wheel-like housings on a common screw bolt 108 made of insulating material lined up and mechanically clamped together via their hub parts 102a to 104a. as End members of the stack are metallic disks 107, of which in FIG Because of the partial representation of an overall arrangement, only the disk element is shown is shown at one end of the assembly. Against this disc member lies down the shaft part of the contact 105 a, which is under the action of the spring 106, the on the other hand is supported against the rectifier stack 113 of tablets. Bottom right on the partial rectifier 101 shown in section is a second, under the Effect of a compression spring 112 standing contact 109 is provided at its free Shaft end cooperates with a corresponding mating contact 110, which to the Partial rectifier 102 belongs. The shafts of both contacts 109 and 110 are through enclosed a special sleeve 111 made of metal or insulating material can and which, if necessary, the two contacts in the desired mutual Location and facility holds.
Gegebenenfalls können die Teil-Gleichrichteranordnungen an ihren Naben mit dem Befestigungsbolzen eine gegenseitige drehsichere Verbindung mittels Nut und Feder eingehen.If necessary, the partial rectifier arrangements can be attached to their hubs with the fastening bolt a mutual non-rotatable connection by means of a groove and feather enter.
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