DE1288674C2 - Rotierende Gleichrichteranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine rotierende Gleichrichteranordnung in Brückenschaltung für elektrische Maschinen, insbesondere zur Speisung ihrer umlau-

fenden Feldwicklungen aus einer Wechselstromerregermaschine, bei der zwei Gruppen von Gleichrichterzellen räumlich voneinander getrennt auf beiden Seiten der Radscheibe eines im Querschnitt doppel-T-förmigen Trägerrades und an der inneren

Flanschseite des Tnigerrad-Ringflansches unter Zwischenschaltung von mit den Gleichrichterzellen leitend verbundenen und gegenüber dem Trägerrad isoliert angeordneten stromführenden Kühlkörpern radial nach außen abgestützt sind. Eine derartige An-

Ordnung ist aus dem deutschen Gebrauchsmuskτ 1 890 278 bekannt.

Bei Turbogeneratoren großer Leistung, bei denen sehr hohe Erregerströme erforderlich sind, müsse;. aus Sicherheitsgründen zur Abschaltung schadhafter

Gleichrichterzellen Sicherungselemente vorgesehen werden. Wie aus der deutschen Auslegeschrift 1 165 736 bekann: ist, werden d; '«ε Sicherungselemente direkt den Trägerkörpern der Gleichrichterzeilen zugeordnet. Bei einer derartigen Anordnung er-

geben sich jedoch Schwierigkeiten, einerseits den Durchmesser des Trägerrades klein zu halten und andererseits die Gleichrichterzellen und die Sicherungselemente übersichtlich und mit guter Zugänglichkeit der einzelnen Teile und ihrer Verbindungsleitungen anzuordnen, um die Sicherungen während des Betrie bes stroboskopisch zu beobachten und leicht auswechseln zu können. Außerdem muß das Trägerrad dann die erheblichen Fliehkräfte von den Gleichrichterzellen und den Sicherungen aufnehmen, was zu einer zusätzlichen kompakteren Ausführung und damit Durchmesservergrößerung führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Gleichrichteranordnung der eingangs beschriebenen Art, zusätzlich Sicherungen derart unterzubringen, daß sie übersichtlich und leicht zugänglich angeordnet sind und somit leicht auf ihre Fuiiktionsfähigkeit überwacht werden können und daß die auf die Sicherungen einwirkenden Kräfte sicher beherrscht werden, wobei gleichzeitig mit kleinstmögli-

chen Abmessungen des Trägerrades ausgekommen werden soll.

Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, daß zu jeder Gleichrichterzelle eine Sicherung in Reihe geschaltet ist und daß an den beiden offenen Stirnseiten des Ringflansches je ein die Sicherungen tragender, deren Fliehkräfte aufnehmender Sammelring angeordnet ist, der mit seiner Flachseite isoliert am Trägerrand befestigt ist.

Durch diese Anordnung der Sicherungen an gesonderten, an den Stirnseiten des Ringflansches anliegenden Sammelringen ist eine einwandfreie und leichte Beobachtung der Sicherungen ohne zusätzliches Schlitzen der Räder oder entsprechende Bohrungen im Ring möglich. Darüber hinaus wird die Zahl der innerhalb der Ringflansche selbst angeordneten Elemente herabgesetzt und somit der Ringflansch von den Fliehkräften der Sicherungen entlastet.

Weitere ausgestaitende Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g-1 einen Längsschnitt durch eine Gleichrichieranordnung nach der Erfindung.

F i g. 1 a das Prinzip der Gleichrichterschaltung u-J

F i g. 2 eine Teilansicht von der Antriebsseite und e^;ivn Teil-Querschnitt durch die Gleichrichteranord-η'.'Πϋ in Höhe dei Gleichrichterzellen.

Nach F i g. 1 ist an die Welle 1 beispielsweise wines Turbogenerators über eine Kupplung la die Welle2 z<- geschlossen, die am rechten Ende den Anker einer Wechselstromerregermaschine 3 und zwiscnen der K pplung la und der Erregermaschine3 die rotier.-Je Gleichrichteranordnung4 nach der Erfindung tr:-st. Diese besteht im wesentlichen aus dem Trägerr.'JS. das die Gleichrichterzellen 6 trägt, wobei letztere in einer bekannten Brückenschaltung entsprechend Fig. la angeordnet sind. Das Trägerrad 5 s. t/t sich zusammen aus der auf der Welle 2 fexigckiiten Nabe 5 c und der damit zu einer baulichen E nheit zusammengefaßten Radscheibe 5 b, auf deren r .Üerem Umfang der Ringflansch 5 a aufgesiirumpft ist. Zu beiden Seiten der Radscheibe 5 b s;nd jeweils eine Gruppe 6 a bzw. 6 b von Gleichrichterzellen gleicher, aber bezüglich der anderen S.ite entgegengesetzter Stromdurchgangsrichtiing angeordnet und an der inneren Flanschseite des Ringr.insches 5 a radial nach außen abgestützt. Zwischen dem Ringflansch 5 α und den Gleichrichterzellen 6 a h/w. 6 b sind noch Kühlkörper7 eingeschaltet, die \on Kühlkanälen Ta durchzogen sind. Diese als Ringsegmente ausgebildeten Kühlkörper? tragen — wie in Fig. 2 näher dargestellt ist — am Umfang versetzt mehrere parallel arbeitende Gleichrichterzellen 6, die in den Sockelteil Ib der Kühlkörper? eingeschraubt sind Die Kühlkörper? selbst sind unter Einschaltung von Isolierringen 8 bzw. entsprechend geformten Isolierringsegmenten durch isolierte Befestigungsschrauben 9 an dem Ringflansch S α gehalten. An den beiden offenen Seiten des Ringflansches 5 α ist nunmehr erfindungsgemäß je ein die Sicherungen 12 tragender Sammelring 11 isoliert befestigt. Zwischen den Sammelringen 11 und dem Ringflansch 5 a sind dabei noch Isolierzwischenringe 14 vorgesehen. Die Sammelringe 11 und die Isolierzwischenringe 14 weisen dabei innenliegende kragenförmige Zentrieransätze auf, wodurch die Sammelringe 11 an den Isolierzwischenringen 14 und die Isolierzwischenringe 14 am Ringflansch 5 a zentriert werden können. Die Sicherungen 12 sind mit ihren oberen winkelförmigen Anschlußlaschen 12 a stromleitend an den Innenflächen der Sammelringe 11 abgestützt und an deren seitlichen Außenflächen z.B. durch Verschraubungen befestigt. Somit werden die Fliehkräfte der Sicherungen 12 von den Sammelringen 11 aufgenommen. Durch diese Anordnung ist es möglich, daß der Strom von den Sicherungen 12 ohne Einschaltung besonderer Leitungen direkt in die Sammelringe 11 übertreten kann.

Der Ringflansch 5 α weist an seinen beiden Stirnseiten an die Isolierzwischenringe 14 angrenzende. Ausnehmungen Sd auf, über die das Kühlmittel in ίο die Kühlkanäle 7a der Kühlkörper? übertreten kann. Dabei können die Begrenzungswände dieser Ausnehmungen 5 d als Gebläseschaufeln 5 e ausgebildet sein, um die Kühlluftströmung zu unterstützen. Die Verbindung zwischen den innenliegenden Klemmen der Gleichrichterzellen 6 und den Sicherungen 12 ist durch eine besonders sicher abgestützte und leicht zugängliche Leiterführung hergestellt. Dabei sind auf der radial innenliegenden Seite der Kühlkörper? Isolierteile 20 und 21 angeordnet, zwischen denen jeweils ein Schenkel 18 d von winkelförmigen Leiterhalterungen festgelegt ist. An ^!en radial einwärts gerichteten Schenkeln 18 a dieser Leiterhalterungen sind auf der einen Seite die abgebogenen Anschlüsse 6 c der radia; innenliegenden Klemmen der Gleichrichterzellen 6 angeschlossen, während aut der anderen S ite flexible Kontaktlaschen 18 b mit den radial innenliegenden Anschlüssen 12 c der Sicherungen 12 vdbunden sind. Die Anschlüsse 6 c der Gleichrichterzellen 6 sind dabei auf der Innenseite der Isolierteile 21 gegen Fliehkräfte abgestützt.

Zur Verbindung der leitend mit den Gleichrichtergellen 6 verbundenen Kühlkörper 7 mit den Wechselstromzuleitungen 16 sind in der Radscheibe 5 b diese durchdringende Kontaktkörper 15 eingelassen, die über die Radscheibe vorstehen und unter Einschaltung von Isolierhülsen 15 α gegenüber der Radscheibe 5 b isoliert sind. Auf der einen Seite sind diese Kontaktkörper 15 direkt mit den Werhselstromzuleitungen 16 von der Wechselstromerregermaschine 3 verbunden. Auf der anderen Seite führen Kontaktlaschen 22 und 23 zu den außenliegenden Stirnwänden der Kühlkörper 7 und sind dabei an den Isolierteilen 20 abgestützt. Es ist aber auch möglich, diese Kontaktlaschen 22 direkt an die Kühlkörper? anzuschließen.

Auf der Außenseite der Sammelringe 11 sind noch Stromableitungen 26 vorgesehen, die den Gleichstrom von dem positives und dem negatives Potential führenden Sammelring zu den in Nuten der Welle gelegten Erregerstromleitungen 27 fühien. Diese Erregerstromleitungen 27 sind mit den isoliert innerhalb des Endes der Welie 2 angeordneten Steckbolzen 28 veibunden, die in eine entsprechend ausgebildete, in der Zeichnung nicht näher dargestellte Steckdose beim Kuppeln der Welle 2 mit der Generatorwelle 1 eingebracht werden können.

Ferner sind zwischen den Gleichrichterzvllen 6 an den radial innenlifsenden Begrenzungsflächen der Kühlkörper? noch Beschaltungsblöcke 29 in Form von ÄC-Gliedern für die Gleichrichterzellen angeordnet.

Durch eine derartige Abstützung und Halterung der Sicherungen an den außerhalb des Ringflansches angeordneten Sammeliingen wird somit die Zahl der innerhalb der Ringflansche angeordneten Elemente herabgesetzt, wodurch gleichzeitig der Ringflansch von den Fliehkräften der Sicherungen entlastet ist. Außerdem ist damit eine überaus einfache und über-

sichtliche Anordnung der Gleichrichterzellen, der Sicherungen und der Leitungen möglich. Hervorzuheben ist ferner der verringerte Aufwand an Schaltverbindungen innerhalb der Gleichrichteranordnungen, wobei — abgesehen von den Gleichrichterableitungen — sämtliche Zwischenverbindungen bzw. Stromlaschen in äußerst sicherer Weise zur Sicherung gegen Fliehkräfte an den Kühlkörpern abgestützt werden können.

Weiterhin ist es mit der erfindungsgemäßen Anordnung möglich, die Sammelringe, die vorzugsweise S über den Ringflansch radial überstehen, als Meßschleifringe zur Prüfung und Überwachung der Gleichrichteranordnung heranzuziehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Rotierende Gleichrichteranordnung in Briikkenschaltung für elektrische Maschinen, insbesondere zur Speisung ihrer umlaufenden Feldwicklungen aus einer Wechselstromerregermaschine, bei der zwei Gruppen von Gleichrichterzellen räumlich voneinander getrennt auf beiden Seiten der Radscheibe eines im Querschnitt doppel-T-förmigen Trägerrades und an der inneren Flanschseite des Trägerrad-Ringflansches unter Zwischenschaltung von mit den Gleichrichterzellen leitend verbundenen und gegenüber dem Trägerrad isoliert angeordneten stromführenden Kühlkörpern radial' nach außen abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder Gleichrichterzelle (6) eine Sicherung (12) in Reihe geschattet ist und daß an den beiden offenen Stirnseiten des Rip^flansciies (5 a) je ein die Sicherungen (12) tragender, deren Fliehkräfte aufnehmender Sammelring (11) angeordnet ist, der mit seiner Flachseite isoliert am Trägerrad (5) befestigt ist.

2. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (6 c) der radial inner.liegenden Klemmen der Gleichrichterzellen (6) unter Verwendung von Leiterhalterungen (18 a. 18 d) und Isolierteilen (20, 21) auf den Kühlkörpern (7) abgestützt sind.

3. Gleichrichteranorcinung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelringe

(11) und zwischen diesen und uem Ringflansch (5 a) angeordnete Isolierzwischenringe (14) mit innenliegenden, kragenförmigen Zentrieransätzen versehen sind.

4. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungen

(12) mit ihren winkelförmigen Anschlußlaschen (12 a) stromleitend an den Innenflächen der Sammelringe (11) abgestützt und an deren seitlichen Außenflächen befestigt sind.

5. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die winkelförmigen Leiterhalterungen (18 a, 18 d) mit einem Sehenkel (ISd) zwischen den Isolierteilen (20, 21) liegend mit den Kühlkörpern (7) verspannt und die radial einwärts gerichteten Schenkel (18 a) einerseits mit den Gleichrichterzellenanschlüssen (6 c) und andererseits mit flexiblen, zu den radial innenliegenden Anschlüssen (12 c) der Sicherungen (12) führenden Kontaktlaschen (18 b) verbunden sind.

6. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheibe (5 b) sie durchdringende und isoliert geführte Kontaktkörper (15) aufweist, die auf der einen Seite an in der Welle (2) angeordneten Wechselstromzuleitungen (16) und auf der anderen Seite an Kontaktlaschen (22, 23) angeschlossen sind, die ihrerseits mil den Kühlkörpern (7) leitend verbunden sind.

7. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelringe (11) als Meßschleifringe ausgebildet sind.

8. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (5 a) an beiden Stirnseiten mit an die Isolierzwischenringe (14) angrenzenden Ausnehmungen (5d) versehe» jst, die an die Kuhlkanale (7 a) der Kühlkörper (7) anschließen und deren radiale Begrenzungswände als Gebläseschaufeln (5e) ausgebildet sind.

9. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Gleichr^hterzellen (6) an den radial innenhegenden Begrenzungsflächen der Kühlkörper (7) Beschaltungsblöcke (29) angeordnet sind.