DE1082984B

DE1082984B - Gegen Klimaeinfluesse durch Kapselung geschuetzter Trockengleichrichter

Info

Publication number: DE1082984B
Application number: DESCH17404A
Authority: DE
Inventors: Heinrich M Schrieber
Original assignee: HEINRICH M SCHRIEBER
Current assignee: HEINRICH M SCHRIEBER
Priority date: 1955-02-28
Filing date: 1955-02-28
Publication date: 1960-06-09

Description

Gegen Klimaeinflüsse durch Kapselung geschützter Trockengleichrichter Die Erfindung bezieht sich auf einen gegen Klimaeinflüsse durch Kapselung geschützten Trockengleichrichter, der aus einer Trägerplatte, einer Selenschicht od. dgl. auf der Trägerplatte, einer Gegenelektrode auf der Selenschicht und einer Abnahmeelektrode besteht, bei dem die Trägerplatte mit der Gegenelektrode die eine Innenwandung einer nach außen abgeschlossenen Kammer bildet und bei dem die andere Kammerwand an ihrem Rande dicht und elektrisch isoliert mit der Trägerplatte verbunden ist. Es ist bekannt, ähnliche Trockengleichrichter so auszubilden, daß jeweils zwei Gleichrichterplatten, mit ihren Gegenelektroden einander zugewandt, zu einer geschlossenen Kapsel miteinander verbunden werden. Dabei ist zwischen den beiden Gegenelektroden ein freier Abstand zur Aufnahme einer Abnahmeelektrode zu belassen, und es ist erforderlich, die Abnahmeelektrode selbstfedernd auszubilden, damit sie mit Eigenfederspannung an den Gegenelektroden zur Anlage kommt. Zu diesem Zweck hat man die Abnahmeelektrode als gewelltes Blech ausgeführt, das an den Stellen der Wellenberge mit der einen bzw. anderen Gegenelektrode Kontakt macht. Diese bekannte Bauweise hat insbesondere den Nachteil, daß die an den Gegenelektroden anliegenden Abnahmeelektroden isoliert aus der Gleichrichterkapsel herausgeführt werden müssen. In der Praxis hat man deshalb Trockengleichrichter zum Schutz gegen klimatische Einflüsse meist in ein Gehäuse eingebaut, das aus zwei Metallplatten zusammengesetzt ist, zwischen denen am Rande ein nachgiebig zusammenpreßbares, elektrisch isolierendes Dichtungsglied eingeklemmt ist. Bei diesen bekannten gekapselten Trockengleichrichtern sind jedoch die Gegenelektroden. der Gleichrichterplatten mit dem größten Teil ihrer Oberfläche in metallischer Berührung mit den Gehäuseplatten. Es treten bei diesen Gleichrichtern häufig Schädigungen durch Dauerkurzschlüsse auf, wenn man die Gleichrichterplatten mit gleicher Spannungsbelastung und auch sonst gleichen Bedingungen fährt wie bei offener Bauweise oder bei Klimaschutz ein Ölbad.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Verkürzung der Lebensdauer oder geringere Belastbarkeit der Gleichrichterplatten bei Gleichrichtern mit großflächig aufliegenden Abnahmeelektroden dadurch verursacht wird, daß Durchschläge in Form von örtlichen begrenzten Überbeanspruchungen der aktiven Schicht der Gleichrichterplatte auftreten, die die Gegenelektroden örtlich zum Schmelzen bringen, und daß bei abgedeckter Gegenelektrode die Schmelzmasse niedergehalten wird und zu einer Überbrückung zwischen der Gegenelektrode und der Trägerplatte führt, während bei nicht abgedeckter Gegenelektrode an der Durchschlag- oder Brennstelle eine Kraterbildung stattfindet, bei der die Schmelzmasse infolge der starken örtlichen Wärmeentwicklung ausgeworfen wird und als Kraterrand auf der Oberseite der Gegenelektrode rings um die Brennstelle liegenbleibt, so daß der Durchschlag nur zu einer der Größe des gebildeten Kraters entsprechenden Verkleinerung der wirksamen Schichtfläche, nicht aber zu einem Kurzschluß des Gleichrichterelementes führen kann.
Ausgehend von dieser Erkenntnis dient bei einem Trockengleichrichter der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß die der Trägerplatte und Gegenelektrode gegenüberliegende Kammerwand als Polplatte, die den Strom von der mit ihr galvanisch verbundenen Abnahmeelektrode weiterleitet, und die Kammer ist so hoch ausgebildet und die Abnahmeelektrode derart gestaltet, daß möglicherweise auftretende Brennkrater sich so frei ausbilden können, daß Kurzschlüsse vermieden werden. Dadurch ist ein Trockengleichrichter geschaffen, der bei völlig gekapselter Bauweise sich durch große Leistungsfähigkeit, Betriebssicherheit und einen einfachen Aufbau auszeichnet.
Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht Fig.l zeigt ein Gleichrichterelement im Querschnitt, Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit Durchschlagkrater in vergrößertem Maßstabe, Fig. 3 die beiden Polplatten und die Gleichrichterplatte des Gleichrichterelementes nach Fig.1 in schaubildlicher Darstellung vor dem Zusammenbau.
Das dargestellte Gleichrichterelement besteht im wesentlichen aus einer rechteckigen Gleichrichterplatte, bestehend aus einer Trägerplatte 1, einer Selen- Schicht 1 a auf einer Seite der Trägerplatte 1 und einer Gegenelektrode 1 b auf der Selenschicht l a. Diese Gleichrichterplatte liegt zwischen zwei Polplatten 2 und 3 von etwas größerer Seitenlänge mit nachgiebig zusammenpreßbarem Dichtungsring 4. Die Polplatten sind am Rande mit Nasen 5, 5 und 6, 6 zur Aufnahme von Verbindungsschrauben versehen. Außerdem. weisen sie Löcher 7 zur Aufnahme von Bolzen mit Isolierhülsen auf, auf denen mehrere Gleichrichterelemente aufgereiht und zu einer Gleichrichtersäule in der gewünschten Schaltung und Größe verbunden werden können.
An der freien Seite der Trägerplatte 1 liegt unmittelbar die negative Polplatte 2 an, während die positive Polplatte 3 in einem Abstand lz von z. B. 2.5 mm von der Gegenelektrode 1 b angeordnet ist. Die Polplatte 2 hat eine durchgehende ebene Kontaktfläche, so daß die Trägerplatte etwa über ihre ganze freie Rückfläche mit ihr Kontakt macht. Die positive Polplatte 3 dagegen ist bis auf einen zur Anlage des Dichtungsringes 4 dienenden ebenen Randteil 8 mit zueinander parallelen gradlinigen Kontaktrippen besetzt, welche eine Abnahmeelektrode 9 bilden und die Gegenelektrode nur auf schmalen Streifen von z. B. 0,5 mm Breite berühren. Auf diese Weise wird zwischen Gegenelektrode 1 b und positiver Polplatte 3 eine freie Kammer 10 gebildet, die durch die Kontaktrippen der Abnahmeelektrode 9 in mehrere langgestreckte Teilkammern unterteilt ist, die bis zum Randteil 8 mit dem Dichtungsring 4 durchlaufen.
Durch die beschriebene Anordnung der Kammer 10 wird erreicht, daß sich die Brennkrater, die bei Durchschlägen auftreten, ebenso wie bei der offenen Gleichrichterbauart frei ausbilden können und keine Dauerkurzschlüsse hervorrufen. Es entsteht dann in der Trägerplatte 1 nur ein kleines muldenartiges Brennloch 11, in der Selenschicht 1 a ein etwas größeres durchgehendes Loch 12 und in der Gegenelektrode 1 b eine noch weitere Krateröffnung 13, um deren äußeren Rand sich die ausgeworfene Schmelzmasse in Form eines wulstartigen Kraterrandes 14 ablagert. Wäre die Gegenelektrode 1 b völlig abgedeckt, so könnte sich der Krater nicht frei ausbilden, und das geschmolzene Metall der Durchschlagstelle würde eine Brücke von der Gegenelektrode zur Trägerplatte bilden und damit einen satten, die ganze Gleichrichterplatte unbrauchbar machenden Kurzschluß hervorrufen.
Die Polplatten 2 und 3 sind mit Kühlrippen 15, 16 versehen, um eine unzulässige Erwärmung der Selenplatte zu verhindern. Die Kühlrippen 15 der Polplatte 3 sind niedriger ausgebildet als die Kühlrippen 16 der Polplatte 2, weil die Wärmeableitung über die Kontaktrippen 9 erfolgen muß und daher bei der positiven Polplatte 3 geringer ist als bei der über ihre ganze Fläche anliegenden negativen Polplatte 2.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gegen Klimaeinflüsse durch Kapselung geschützter Trockengleichrichter, der aus einer Trägerplatte, einer Selenschicht od. dgl. auf der Trägerplatte, einer Gegenelektrode auf der Selenschicht und einer Abnahmeelektrode besteht, bei dem die Trägerplatte mit der Gegenelektrode die eine Innenwandung einer nach außen abgeschlossenen Kammer bildet und bei dem die andere Kammerwand an ihrem Rande dicht und elektrisch isoliert mit der Trägerplatte verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die der Trägerplatte (1) und Gegenelektrode (1 b) gegenüberliegende Kammerwand als Polplatte (3) dient und den Strom von der mit ihr galvanisch verbundenen Abnahmeelektrode (9) weiterleitet und daß die Kammer (10) so hoch ist und daß die Abnahmeelektrode derart gestaltet ist, daß möglicherweise auftretende Brennkrater sich so frei ausbilden können, daß Kurzschlüsse vermieden werden.
2. Trockengleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahmeelektrode auf der der Gegenelektrode (1 b) zugekehrten Seite zur Stromabnahme an der Gegenelektrode dienende Kontaktstellen aufweist, die wenigstens in einer Richtung eine Ausdehnung kleiner als möglicherweise vorhandene kleinste Durchmesser von an Durchschlagstellen sich bildenden Brennkratern aufweisen.
3. Trockengleichrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Kammer (10) in an sich bekannter Weise größer als 1 mm ist.
4. Trockengleichrichter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahmeelektrode (9) eine Vielzahl von Stromabnahmekontakten in gitterartiger Verteilung über die Fläche der Gegenelektrode (1 b) aufweist.
5. Trockengleichrichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnahmekontakte der Abnahmeelektrode (9) linien- und streifenförmig ausgebildet sind.
6. Trockengleichrichter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnahmekontakte der Abnahmeelektrode (9) aus angeformtenRippenoder sonstigenVorsprüngen der mit ihnen verbundenen Polplatte (3) bestehen.
7. Trockengleichrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gekapselte Element außen mit Kühlrippen (15, 16) versehen ist. B.
Trockengleichrichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnahmekontakte der Abnahmeelektrode (9) quer zu den auf der Außenseite der angrenzenden Polplatte (3) angeordneten Kühlrippen (15) verlaufen.
9. Trockengleichrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß außer der mit der Abnahmeelektrode (9) verbundenen Polplatte (3) auch die andere, mit der Trägerplatte (1) verbundene Polplatte (2) mit Kühlrippen (16) versehen ist, die größere Flächen aufweisen als die Kühlrippen (15) der mit der Abnahmeelektrode (9) verbundenen Polplatte (3). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 593 831, 837 272, 883 479; deutsche Patentanmeldung S 24876 VIII c/21 g (bekanntgemacht am 9. 10. 1952) ; schweizerische Patentschriften Nr. 176 472, 250 756; französische Patentschrift Nr. 1070 975; USA.-Patentschrift Nr. 2 665 334.