DE1192324B

DE1192324B - Rectifier column and rectifier element used in this

Info

Publication number: DE1192324B
Application number: DEST13379A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich August Bartels
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1958-01-25
Filing date: 1958-01-25
Publication date: 1965-05-06

Description

Gleichrichtersäule und in dieser verwendetes Gleichrichterelement Die Erfindung bezieht sich auf eine besondere Art der Ausbildung einer Gleichrichtersäule und eines zu deren Aufbau verwendeten Gleichrichterelementes.Rectifier column and rectifier element used in this The invention relates to a special type of construction of a rectifier column and a rectifier element used for their construction.

Gleichrichterelemente, insbesondere für Gleichrichtersäulen vorgesehene Gleichrichterelemente, haben bekanntlich die Form einer runden oder eckigen metallischen Platte, auf der sich der Schichtaufbau, insbesondere die Halbleiterschicht mit der Deckelektrode, befindet. Diese Art von Gleichrichterelementen faßt man mit Hilfe eines zentralen Bolzens - zu diesem Zweck hat jedes Gleichrichterelement eine zentrale Bohrung - oder mit Hilfe von Rahmen zu einer Säule zusammen. Der für die Kontaktgabe zwischen den einzelnen Gleichrichterelementen, den Abnahmeelektroden usw. notwendige Preßdruck wird durch Anziehen einer Schraubenmutter bei Aufreihung der Gleichrichterplatten auf einen Bolzen oder mit Hilfe von eingegliederten Federn, federnden Scheiben od. dgl. erreicht, was insbesondere bei eckigen Gleichrichterplatten mit rahmenmäßiger Halterung üblich ist.Rectifier elements, in particular rectifier elements provided for rectifier columns, are known to have the shape of a round or angular metallic plate on which the layer structure, in particular the semiconductor layer with the cover electrode, is located. This type of rectifier element is combined with the help of a central bolt - for this purpose each rectifier element has a central hole - or with the help of frames to form a column. The pressure required to establish contact between the individual rectifier elements, the pick-up electrodes, etc. is achieved by tightening a screw nut when the rectifier plates are lined up on a bolt or with the help of integrated springs, resilient washers or the like, which is especially achieved in the case of angular rectifier plates with a frame-like bracket is common.

Ebenso ist es bekannt, zwischen die einzelnen Gleichrichterelemente Kontakt- und Abstandsringe einzulegen. Auch hat man schon Kühlbleche gleichzeitig als Kontakt- und Abstandsglieder verwendet.It is also known between the individual rectifier elements Insert contact and spacer rings. You also have cooling plates at the same time used as contact and spacer members.

Die Erfindung betrifft nun eine Gleichrichtersäule, insbesondere Selengleichrichtersäule, mit vom Rand her ausgesparten Gleichrichterelementen.The invention now relates to a rectifier column, in particular a selenium rectifier column, with rectifier elements recessed from the edge.

Die Verwendung von Platten dieser Form ist aus einer Gleichrichteranordnung bekannt, in der die Aussparungen zur Führung von Halterungsstäben dienen und so bemessen sind, daß einzelne, beispielsweise beschädigte Gleichrichterplatten, ohne Lösung des Säulenverbandes herausgenommen werden können.The use of plates of this shape is from a rectifier arrangement known, in which the recesses are used to guide support rods and so on are dimensioned that individual, for example damaged rectifier plates without Solution of the pillar association can be removed.

Gemäß der Erfindung werden aus mit vom Rand her ausgesparten Gleichrichterelementen Gleichrichteranordnungen aufgebaut, deren Form von den bekannten üblichen Formen grundsätzlich abweicht.According to the invention, with rectifier elements recessed from the edge Constructed rectifier arrangements whose shape differs from the known usual forms fundamentally deviates.

Die Erfindung besteht darin, daß durch überlappende Stapelung der Gleichrichterelemente mindestens ein Hohlraum oder Kanal gebildet wird.The invention consists in that by overlapping stacking of the Rectifier elements at least one cavity or channel is formed.

Dieser Hohlraum oder Kanal kann für vielfache Zwecke benutzt werden, beispielsweise zum Durchleiten eines Kühlstromes aus Luft oder einer Flüssigkeit, wie z. B. öl. Er kann jedoch auch zum Einbau von Bauelementen, wie Kondensatoren, Drosseln, Widerständen usw., oder von Baugruppen dienen. Auch die Benutzung für beide Zwecke - Kühlung und Einbau - gleichzeitig ist denkbar. Durch die Erfindung wird es insbesondere ermöglicht den Gleichrichter so zu gestalten, daß er sich bei der Herstellung eines bestimmten Gerätes in diesem durch Umfassung anderer Bauteile eingliedern läßt. Damit wird an Raum gespart.This cavity or channel can be used for many purposes, for example for passing a cooling flow of air or a liquid, such as. B. oil. However, it can also be used to install components such as capacitors, chokes, resistors, etc., or assemblies. It can also be used for both purposes - cooling and installation - at the same time. The invention makes it possible, in particular, to design the rectifier in such a way that it can be incorporated in the manufacture of a particular device by enclosing other components. This saves space.

Die Kombination der Form des Gleichrichterelementes mit der Art der Schichtung - wechselseitige Schichtung, gleichseitige Schichtung in Kongruenz usw. - läßt weitere Variationen zur Anpassung der Gleichrichtersäule an den zur Verfügung stehenden Raum und/oder die vorhandenen und zu umschließenden Bauelemente oder Baugruppen undloder an die gewünschte Kühlung zu.The combination of the shape of the rectifier element with the type of stratification - alternate stratification, equilateral stratification in congruence, etc. - allows further variations to adapt the rectifier column to the available space and / or the existing and to be enclosed components or assemblies and / or to the desired Cooling too.

Die Hohlräume oder Kanäle der vorliegenden Gleichrichtersäule entstehen durch die Verwendung von vom Rande her ausgesparten Gleichrichterelementen, ün Gegensatz zu den bekannten, anderen Aufgaben dienenden Anordnungen, in denen Hohlräume lediglich durch entsprechende Anordnung der Gleichrichterelemente zueinander gebildet werden, wie in der Trockengleichrichteranordnung für die Erregung eines elektrischen Generators, die mit der Maschinenwelle umläuft, und zum Aufbau eines Lüfterrades durch Anordnen der einzelnen Platten im Abstand zueinander herangezogen wird, oder der flachbandförmigen Gleichrichteranordnung, deren Elemente nicht zu einer festen Säule aufgestapelt, sondern durch entsprechende Formgebung der einander an ihren Enden umfassenden Gleichrichterelemente zu einem Band aneinandergereiht und um die Schenkel des Eisenkernes eines Transformators oder um eine Transformatorwicklung herumgelegt werden können.The cavities or channels of the present rectifier column arise through the use of rectifier elements cut out from the edge, in contrast to the known, other tasks serving arrangements in which cavities only are formed by the appropriate arrangement of the rectifier elements to one another, as in the dry rectifier arrangement for the excitation of an electric generator, which rotates with the machine shaft, and to build a fan wheel by arranging the individual plates are used at a distance from one another, or the flat-band-shaped Rectifier arrangement, the elements of which are not stacked to form a solid column, but by appropriate shaping of the rectifier elements surrounding each other at their ends Lined up in a band and around the legs of the iron core of a transformer or can be wrapped around a transformer winding.

Unter vom Rand her ausgesparten Gleichrichterelementen werden beispielsweise solche verstanden, die U-förmig ausgebildet sind, wie Transformatorenbleche. Die Basis des U-förmigen Gleichrichterelementes kann gemäß der Erfindung entweder eckig oder abgerundet sein, Es zählen dazu jedoch auch Formen, die einem V, einem E od. dgl. entsprechen, sowie sektorförmig geschlitzte Gleichrichterelemente. In allen Fällen kann man von eckigen - dreieckigen, rechteckigen, quadratischen usw. - oder von runden Blechen ausgehen.Rectifier elements recessed from the edge are understood to be, for example, those that are U-shaped, such as transformer sheets. According to the invention, the base of the U-shaped rectifier element can either be angular or rounded. However, this also includes shapes that correspond to a V, an E or the like, as well as sector-shaped slotted rectifier elements. In all cases one can start from angular - triangular, rectangular, square, etc. - or from round sheets.

Gleichrichterelemente gemäß der Erfindung könn,en zu einer Gleichrichtersäule durch Schichtung einer gewünschten Anzahl von Platten zusammengestellt werden. Hierbei müssen sich die einzelnen Gleichrichterelemente mindestens teilweise überlappen, so daß ein ausreichender elektrischer Kontakt zwischen den einzelnen aufeinanderliegenden Gleichrichterelementen erzielt werden kann.Rectifier elements according to the invention can be added to a rectifier column can be assembled by layering a desired number of panels. Here the individual rectifier elements must at least partially overlap, so that there is sufficient electrical contact between the individual Rectifier elements can be achieved.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Das Verständnis der Erfindung wird dadurch erleichtert.Various embodiments of the invention are shown in the drawing shown. This facilitates understanding of the invention.

Die F i g. 1 zeigt den Fall, daß das Gleichrichterelement U-förmig mit eckiger Basis ausgebildet ist. Die F i g. la zeigt dieses Gleichrichterelement im Schnitt gemäß der Linie A -A. Das Gleichrichterelement besteht wie üblich aus einer Trägerplatte 1, z. B. aus Eisen, die vemickelt ist, einer Selenschicht 2., einer Deckelektrode 3 und der zwischen Selenschicht und Deckelektrode befindlichen Sperrschicht, die natürlicher oder künstlicher Art sein kann.The F i g. 1 shows the case in which the rectifier element is U-shaped with a square base. The F i g. la shows this rectifier element in section along the line A -A. The rectifier element consists, as usual, of a carrier plate 1, for. B. made of iron, which is nickel-plated, a selenium layer 2., a cover electrode 3 and the barrier layer located between the selenium layer and cover electrode, which can be natural or artificial.

Aus dem Gleichrichterelement nach den F i g. 1 und 1 a entsteht nun gemäß der Erfindung dadurch eine Gleichrichtersäule, daß die einzelnen Elemente derart übereinandergeschichtet werden, daß die Trägerplatte des einen Gleichrichterelementes auf der Deckelektrode des anderen Gleichrichterelementes und jeweils die Basis eines U-förmigen Elementes auf den freien Schenkeln des darunterliegenden Gleichrichterelementes zu liegen kommt (wechselseitige Schichtung). Zwei übereinandergeschichtete Gleichrichterelemente ergeben dann das Bild gemäß F i g. 2. Die Elemente sind hierin mit a und b bezeichnet.From the rectifier element according to FIGS. 1 and 1 a, according to the invention, a rectifier column is created in that the individual elements are stacked in such a way that the carrier plate of one rectifier element on the cover electrode of the other rectifier element and the base of a U-shaped element on the free legs of the rectifier element below lying (alternating stratification). Two rectifier elements stacked on top of one another then give the picture according to FIG . 2. The elements are referred to herein as a and b .

Die F i g. 3 zeigt, daß ein Gleichrichterelement gemäß der Erfindung, d. h. dessen Trägerplatte ohne Verluste aus einer Blechtafel herausgestanzt werden kann. Die einzelnen Gleichrichterelemente sind mit a, b, c, d, e ... bezeichnet.The F i g. Figure 3 shows that a rectifying element according to the invention, i.e. H. whose carrier plate can be punched out of a metal sheet without losses. The individual rectifier elements are labeled a, b, c, d, e ...

Der Aufbau der Gleichrichtereleinente zu einer Säule durch wechselseitige Schichtung kann auch in der Weise erfolgen, daß zwischen den übereinanderliegenden Gleichrichterelementen a, b, c ... Kontakt-und Abstandsbleche eingegliedert werden. Diese können eine ähnliche Form wie das Gleichrichterelement selbst haben, also z. B. U-förmig ausgebildet sein. Falls die Abstandsbleche gleichzeitig als Kühlflächen wirken sollen, ragen diese in ihren Abmessungen über die Gleichrichterelemente der Säule an den verschiedenen Seiten hinaus. Sollen dagegen die zwischen den Gleichrichterelementen befindlichen Glieder nur als Kontakt- und Abstandsglieder wirken, so wird man die Abmessungen dieser Zwischenglieder flächenmäßig kleiner wählen als die der Gleichrichterelemente. Als Zwischenglieder können auch Streifen od. dgl. aus Metall dienen, die beispielsweise parallel zur Basis des U-förinigen Gleichrichterelementes angeordnet sind. Solche Streifen können auch diagonal verlegt werden. Schließlich liegt es im Sinne der Erfindung, als Zwischenglieder kleine Kontaktscheiben zu verwenden, die symmetrisch verteilt je zwei benachbarte Gleichrichterelemente abstützen und miteinander elektrisch verbinden. Eine gemäß der Erfindung aufgebaute Gleichrichtersäule kann auf verschiedene Weise zusammen gehalten werden, um den nötigen Kontaktdruck zwischen den einzelnen Gleichrichtereleinenten a, b, c, d ... und Bauteilen (Kontaktglieder, Kühlbleche, Anschlußfahnen usw.) zu erzielen. Beispielsweise kann die Säule dadurch zusammengedrückt werden, daß auf den an den Stirnseiten liegenden Gleichrichterelernenten der Säule Brücken 4 aus Metall isoliert aufgelegt und beide Brücken durch einen zweckmäßig isolierten Bolzen mit Muttern miteinander verbunden werden (vgl. F i g. 4 und 4 a). Entsprechende Brücken 4 a, 4 b, 4 c ... liegen als Kontakt- und Abstandsglieder zwischen je zwei Gleichrichterelementen. Die Brücken 4, 4 a, 4 b, 4 c ... sind etwas kürzer als die Basis des einzelnen Gleichrichterelementes, um bei Verwendung des sogenannten Zentralkontaktes unter jeder Brückenauflage mög" lichst wenig an gleichrichtender Fläche zu verlieren. Der Zentralkontakt kann in bekannter Weise eine in den Schichtaufbau eingelagerte isolierende Folie sein. Es können auch diskrete isolierende Körnchen benutzt werden. Die zuletzt genannte Methode wird man vor allen Dingen dann benutzen, wenn man zum Zusammenpressen der Säule nicht schmale Brücken der oben angegebenen Art benutzt, die nur einen Teil der Fläche der Stirnseiten der Gleichrichtersäule bedecken, sondern Platten, die beispielsweise beide Stimseiten der Gleichrichtersäule vollständig abdecken. Auch solche Endplatten können durch Bolzen und Mutter zusammengehalten sein.The rectifier elements can also be built up into a column by alternating layers in such a way that contact and spacer plates are incorporated between the rectifier elements a, b, c ... lying one above the other. These can have a similar shape to the rectifier element itself, e.g. B. U-shaped. If the spacer plates are to act as cooling surfaces at the same time, their dimensions protrude beyond the rectifier elements of the column on the different sides. If, on the other hand, the links located between the rectifier elements are only to act as contact and spacer links, the dimensions of these intermediate links will be chosen to be smaller in area than those of the rectifier elements. Strips or the like made of metal, which are arranged, for example, parallel to the base of the U-shaped rectifier element, can also serve as intermediate links. Such strips can also be laid diagonally. Finally, it is within the meaning of the invention to use small contact disks as intermediate members which, symmetrically distributed , support two adjacent rectifier elements and electrically connect them to one another. A rectifier column constructed according to the invention can be held together in various ways in order to achieve the necessary contact pressure between the individual rectifier elements a, b, c, d ... and components (contact elements, cooling plates, terminal lugs, etc.). For example, the column can be compressed by placing bridges 4 made of metal on the rectifier elements of the column in an insulated manner and connecting both bridges to one another by means of an appropriately insulated bolt with nuts ( cf.Fig. 4 and 4 a). Corresponding bridges 4 a, 4 b, 4 c ... are as contact and spacers between each two rectifier elements. The bridges 4, 4 a, 4 b, 4 c ... are slightly shorter than the base of the individual rectifier element in order to lose as little rectifying surface as possible when using the so-called central contact under each bridge support An insulating film embedded in the layer structure. Discrete insulating granules can also be used. The last-mentioned method will be used above all if one uses not narrow bridges of the type indicated above, which only cover part of the column, to compress the column Cover the surface of the front sides of the rectifier column, but rather plates which, for example, completely cover both front sides of the rectifier column. Such end plates can also be held together by bolts and nuts.

Es können auch mehrere Bolzen verwendet werden, die den Hohlraum der Gleichrichtersäule durchsetzen, z. B. zwei Bolzen, welche in gehörigem Abstand die an den Stirnseiten der Gleichrichtersäule befindlichen Brücken oder Endplatten verbinden und damit die Säule zusammenpressen. Die Bolzen können auch durch Bohrungen in den Gleichrichterelementen bzw. deren Trägerplatten hindurchgeführt sein. Besondere Brückenglieder sind dann nicht erforderlich. Auch isolierende Rahmen können zur Halterung der gestapelten Gleichrichterplatten geeignet sein. In jedem Fall wird man auch hier den Zentralkontakt als Schutz gegen einen auftretenden schädlichen Preßdruck verwenden und die Kontakt-bzw. Abstandsringe an den gewünschten Stellen der Säule einsetzen.It is also possible to use several bolts that form the cavity of the Enforce rectifier column, z. B. two bolts, which at an appropriate distance Connect bridges or end plates located on the front sides of the rectifier column and thus compress the column. The bolts can also go through holes in the Rectifier elements or their carrier plates be passed through. Special Bridge units are then not required. Insulating frames can also be used Be suitable for holding the stacked rectifier plates. In any case it will one also uses the central contact as protection against a harmful occurrence Use pressure and the contact or. Spacer rings in the desired places insert the column.

Schließlich ist es möglich, die Gleichrichtersäule durch eine oder mehrere federnde Klammern, durch ein z. B. zusammensteckbares Gehäuse mit eingelegter Feder od. dgl. zusammenzuhalten und -zupressen, was insbesondere dann der Fall sein wird, wenn es sich um kleinere Gleichrichtereinheiten handelt.Finally, it is possible to have the rectifier column through an or several resilient brackets, through a z. B. pluggable housing with inserted Feather od. Like. To hold together and -zupressen, which will be the case in particular when it comes to smaller rectifier units.

Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung U-förmiger Schnitte mit eckiger Basis beschränkt. Sie erstreckt sich, wie schon oben erwähnt, auch auf andere Ausführungsformen. Verschiedene Schnitte sind in den F i g. 5, 6 und 8 dargestellt. Die F i g. 5 zeigt eine U-förmige Gleichrichterplatte mit abgerundeter Basis, also einen hufeisenartigen Schnitt für die Trägerplatte des Schichtaufbaues, die F i g. 6 eine E-förn-iige Gleichrichterplatte und die F i g. 8 ein V-förmiges Gleichrichterelement. Die F i g. 9 und 9 a zeigen, daß man durch Änderung der Überlappung zweier Gleichrichterelemente a, b einen verschieden großen Hohlraum in der Säule enthält. Im Fall der F i g. 9 kann beispielsweise ein Kondensator K mit wesentlich größerem Durchmesser umfaßt werden als im Fall der F i g. 9 a. Die freien Schenkel der Gleichrichterelemente dienen hierbei gleichzeitig als Kühlfahnen. Durch die Größe der überlappung kann auch bis zu einem gewissen Grad das Verhältnis von Höhe und Fläche der Säule eingestellt werden.However, the invention is not limited to the use of U-shaped cuts with a square base. As already mentioned above, it also extends to other embodiments. Different cuts are shown in FIGS. 5, 6 and 8 shown. The F i g. 5 shows a U-shaped rectifier plate with a rounded base, that is to say a horseshoe-like section for the carrier plate of the layer structure, the FIG. 6 shows an E-shaped rectifier plate and FIG . 8 a V-shaped rectifier element. The F i g. 9 and 9 a show that by changing the overlap of two rectifier elements a, b, a cavity of different sizes is obtained in the column. In the case of FIG. 9 , for example, a capacitor K with a significantly larger diameter can be included than in the case of FIG. 9 a. The free legs of the rectifier elements serve as cooling flags at the same time. Due to the size of the overlap, the ratio of the height and area of the column can also be adjusted to a certain extent.

Die F i g. 7 zeigt zwei E-förmige Gleichrichterelemente a, b übereinandergeschichtet. Es ist ersichtlich, daß mit solchen Elementen zwei Hohlräume 5 und 6 gebildet werden, die je nach Bedarf z. B. für die Hin- und Rückleitung eines Kühlmittels benutzt werden können, wenn an einer der Stimseiten Mittel zur Verbindung der Hohlräume bzw. Kanäle vorgesehen und Spalte und Fugen im Aufbau der Säule, die sonst zum Durchströmen des Kühlmittels günstig sein können, z. B. durch Vergießen mit Isoliermasse abgedichtet werden.The F i g. 7 shows two E-shaped rectifier elements a, b stacked one on top of the other. It can be seen that with such elements, two cavities are formed 5 and 6, such as required. B. can be used for the outward and return line of a coolant if provided on one of the front sides means for connecting the cavities or channels and gaps and joints in the structure of the column, which can otherwise be beneficial for the coolant to flow through, z. B. be sealed by potting with insulating compound.

Um eine gute Randisolierung des einzelnen Gleichrichterelementes zu erreichen, wird entweder die Deckelektrode gegenüber der Selenschicht abgesetzt oder der Rand z. B. lackiert.To ensure good edge insulation of the individual rectifier element reach, either the cover electrode is deposited opposite the selenium layer or the edge z. B. painted.

Die Erfindung ermöglicht eine elastische Anpassung der Gleichrichtersäule an bauliche Gegebenheiten, gleichzeitig aber auch die Möglichkeit einer intensiven Kühlung ohne zusätzliche Mittel, und zwar nicht nur für die Gleichrichtersäule selbst, sondern gegebenenfalls auch für die umschlossenen Bauteile.The invention enables an elastic adjustment of the rectifier column to structural conditions, but at the same time also the possibility of an intensive Cooling without additional resources, and not only for the rectifier column itself, but also, if necessary, for the enclosed components.

Es sei noch erwähnt, daß die Abmessungen des Gleichrichterelementes nach der Erfindung - nach Bedarf und Wunsch - frei gewählt werden können. So kann z. B. eine größere Breite der Basis eines U-oder E-förinigen Gleichrichterelementes gegenüber den Schenkeln günstig sein. Auch können ungleich lange Schenkel gegebenenfalls in Frage kommen. It should be noted that the dimensions of the rectifier element according to the invention - can be chosen freely - as needed and desired. So z. B. a larger width of the base of a U- or E-shaped rectifier element compared to the legs can be favorable. Legs of unequal length can also be considered .

Claims

Claims. 1. rectifier column, in particular selenium rectifier column, that at least one cavity or channel is formed with recessed from the edge rectifier elements, d a d g e h URC kc nn -zeichnet by overlapping stacking of the rectifying elements.

2. Rectifier column according to claim 1, characterized in that contact and spacer elements, connecting lugs and cooling plates are embedded between the rectifier elements. 3. rectifier column according to claim 1 or 2, characterized in that the contact or spacer members also serve as cooling surfaces. 4. Rectifier column according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cavity or channel is used to pass a coolant and / or to accommodate components or assemblies. 5. rectifier column according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cavity or channel is also used to accommodate the bolt necessary for compressing the column. 6. Rectifier column according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bolt serving to compress the column is guided through special bores in the rectifier elements. 7. rectifier column according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is held together by one or more resilient clips . 8. Rectifier column according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is held together by an at least two-part housing with inserted springs. 9. Rectifier column according to one of claims 1 to 8, characterized in that a pressure-collecting layer is present in the layer structure of the individual rectifier elements at the points at which pressure is exerted on the rectifier elements within the column. 10. Rectifier column according to one of claims 1 to 9, characterized in that gaps and joints within the rectifier column are sealed by a lacquer or another hardening insulation compound and that the rectifier column is essentially held together as a result. 11. rectifier element for use in a column according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it has a U, E or V shape. 12. rectifier element for use in a column according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it is round and contains a sector-shaped slot. Considered publications: German Patent Nos. 584 115, 837 272, 849 727, 892 190, 942 760, 966 415; German Auslegeschriften N 7965 VHI c / 21 g (bekanntgemachtam29.12.1955) S43302VHIc / 21g (published on 13 9. 1956); U.S. Patent No. 2,454,843.