DE1299074B

DE1299074B - Rectifier arrangement with at least four bridge-connected semiconductor rectifiers

Info

Publication number: DE1299074B
Application number: DE1966S0103443
Authority: DE
Inventors: Vogt Herbert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-09-06
Filing date: 1966-04-27
Publication date: 1969-07-10

Description

Die Patentanmeldung 12 79 850.4-33 (deutsche Auslegeschrift 1279 850) betrifft eine Gleichrichteranordnung mit mindestens vier in Brücke geschalteten Halbleitergleichrichtern, von denen jeweils die an derselben Wechselstromklemme liegenden Halbleitergleichrichter übereinander zwischen zwei übereinanderliegenden GleichstromsammeIschienen und zwischen zwei solchen Halbleitergleichrichtern jeweils ein zu der dazu gehörigen Wechselstromklemme führendes Anschlußstück eingespannt sind.The patent application 12 79 850.4-33 (German Auslegeschrift 1279 850) relates to a rectifier arrangement with at least four bridge-connected Semiconductor rectifiers, each of which is connected to the same AC terminal lying semiconductor rectifiers one above the other between two one above the other DC busbars and between two such semiconductor rectifiers, respectively clamped a connector leading to the associated AC terminal are.

Bei einer Ausführungsform dieser Erfindung besteht das Anschlußstück aus zwei Teilen, zwischen denen Tellerfedern zur Erzeugung des Kontakterdrucks liegen. Hierbei kann unter Umständen von den Tellerfedern stammender Rost zwischen die Kontaktflächen kommen und zu Störungen führen.In one embodiment of this invention, there is the fitting made of two parts, between which there are disc springs to generate the contact pressure. Under certain circumstances, rust from the disc springs can get between the contact surfaces come and lead to disruptions.

Das läßt sich durch die Erfindung vermeiden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Anschlußstück aus membranartigen Metallteilen besteht, die einen elastischen Druckkörper umschließen. Dieser Druckkörper besteht vorzugsweise aus Siliconkautschuk.This can be avoided by the invention, which is characterized is that the connecting piece consists of membrane-like metal parts that have an elastic Enclose pressure hull. This pressure body is preferably made of silicone rubber.

Die Erfindung bringt ferner den Vorteil mit sich, daß beim Zusammenbau der Gleichrichteranordnung vorübergehend eine Flächenpressung auftritt, die größer ist als die sich nach kurzer Zeit einstellende stationäre Flächenpressung. Dadurch läßt sich eine Verbesserung des Wärmeübergangswiderstandes erzielen, ohne daß eine unzulässige Belastung der Halbleiterbauelemente insbesondere bei Temperaturwechseln auftritt.The invention also has the advantage that during assembly the rectifier arrangement temporarily a surface pressure occurs which is greater is than the stationary surface pressure that sets in after a short time. Through this an improvement in the heat transfer resistance can be achieved without a Inadmissible loading of the semiconductor components, especially with temperature changes occurs.

Zur näheren Erläuterung eines Ausführungsbeispiels für die Anwendung der Erfindung wird nunmehr auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen.For a more detailed explanation of an exemplary embodiment for the application of the invention, reference is now made to the figures of the drawing.

F i g. 1 zeigt eine Endansicht der elektrischen Maschine, also in Richtung auf das eine Lagerschild der Maschine; F i g. 2 ist eine Schnittdarstellung nach der Linie II-II der F i g. 1, jedoch unter Vergrößerung des benutzten Maßstabs.F i g. 1 shows an end view of the electrical machine, i.e. in FIG Direction of one end shield of the machine; F i g. 2 is a sectional view according to the line II-II of FIG. 1, but with an enlargement of the scale used.

Es bezeichnet 1 das Lagerschild der in der Darstellung mit in der Bildebene von oben nach unten verlaufender Achse der Maschinenwelle wiedergegebenen elektrischen Maschine, an welchem ein zur Maschinenachse bzw. -welle konzentrisch liegender Ringraum bzw. ringförmiger Raum 2 vorgesehen ist, welcher durch die dem Innenraum der Maschine zugewandt liegende Wand 2a abgeschlossen und nach oben offen ist. In diesen Ringraum ist auf die dem Ringraum zugewandte Fläche zunächst ein streifenförmiger Isolierkörper 3 aufgelegt worden, der zur Bildung einer in radialer Richtung liegenden Querschnittsform von U-förmiger Gestalt Randteile 3 a und 3 b aufweist. Der streifenförmige Isolierkörper 3 kann senkrecht zu seiner Längsachse eine Querschnittsform von U-förmiger Gestalt aufweisen, indem er mit abgebogenen Rändern versehen ist, die entgegengesetzt zur Richtung der abgebogenen Randteile 3 a und 3 b sich von der Ebene aus erstrecken, die dem Bodenteil 2a des Ringraumes 2 zugewandt liegt und wobei die gegenseitige Entfernung der Schenkel dieser U-Querschnittsform der Breite einer einen Bodenanteil des ringförmigen Raumes bildenden Rippe am Lagerschild entspricht. Auf diesen Isolier- i körper 3 ist ein metallischer schienenartiger Körper 4 aufgelegt, an welchem durch einen Drück- bzw. Prägevorgang eine oder mehrere ringförmig verlaufende Sicken 5 erhaben herausgeformt sind. Die Form der einzelnen Sicke ist derart gewählt, daß sie für das in ihre lichte Weite eingesetzte scheibenförmige Halbleiterbauelement 6 ein Lager gegen Verschiebungen desselben bildet.1 denotes the end shield of the electrical machine shown in the illustration with the axis of the machine shaft running from top to bottom in the image plane, on which an annular space or annular space 2 concentric to the machine axis or shaft is provided, which through the interior space the machine facing wall 2a is closed and open at the top. In this annular space, a strip-shaped insulating body 3 has first been placed on the surface facing the annular space, which has edge parts 3a and 3b to form a cross-sectional shape in the radial direction of U-shape. The strip-shaped insulating body 3 can have a cross-sectional shape of U-shaped shape perpendicular to its longitudinal axis in that it is provided with bent edges, which extend opposite to the direction of the bent edge parts 3 a and 3 b from the plane that the bottom part 2a of the Annular space 2 is facing and the mutual distance between the legs of this U-shaped cross-sectional shape corresponds to the width of a rib on the end shield that forms a bottom portion of the annular space. A metallic rail-like body 4 is placed on this insulating body 3, on which one or more ring-shaped beads 5 are raised by a pressing or embossing process. The shape of the individual bead is chosen such that it forms a bearing against displacements of the disc-shaped semiconductor component 6 inserted in its clear width.

Das den Halbleiterkörper umschließende, gasdichte Gehäuse besteht z. B. aus einem Isolierkörper 6a, an dem den Hohlraum des Isolierkörpers an der Stirnseite abschließende metallische Deckplatten 6b, 6 c befestigt sind. Die dem Halbleiterkörper zugewandte Fläche der Deckplatten liegt jeweils an einer der Elektroden des Halbleiterkörpers.The gas-tight housing enclosing the semiconductor body consists, for. B. from an insulating body 6a, on which the cavity of the insulating body at the end closing metallic cover plates 6b, 6c are attached. The surface of the cover plates facing the semiconductor body is in each case on one of the electrodes of the semiconductor body.

Auf das scheibenförmige Halbleiterbauelement 6 folgt ein elastischer Körper 7 mit an seiner zur Anlage bestimmten Oberfläche balliger Formgebung. Er besteht z. B. aus Siliconkautschuk, der von metallischen membranartigen Teilen 8 a und 8 b umschlossen ist, die an ihren Rändern miteinander verbunden und als elektrischer Anschluß 9 ausgebildet sind. Dieses aus dem elastischen Körper 7 und den Teilen 8 a und 8 b bestehende Federsystem liegt zwischen dem scheibenförmigen Halbleiterbauelement 6 und einem Halbleiterbauelement 10, das wie das Halbleiterbauelement 6 aufgebaut ist. Auf die andere Endkontaktfläche des Halbleiterbauelementes 10 ist wieder eine Deckplatte 11 aufgelegt, die mit eingeprägten Sicken 11 a zur Lagesicherung des an ihr anliegenden Halbleiterbauelementes 10 benutzt wird. In der inneren Begrenzungswand 2b und der äußeren Begrenzungswand 2c des Ringraumes bzw. ringförmigen Raumes 2 ist jeweils eine Rille 12 bzw. 13 eingearbeitet, so daß in diese Rillen z. B. eine sternförmige Spreizfeder 14 mit Vorspannung eingesetzt werden kann, wodurch gleichzeitig der elestische Körper 7 als Druckkraftspeicher vorgespannt bzw. aufgeladen wird.The disk-shaped semiconductor component 6 is followed by an elastic body 7 with a spherical shape on its surface intended for contact. It consists e.g. B. made of silicone rubber, which is enclosed by metallic membrane-like parts 8 a and 8 b, which are connected to one another at their edges and designed as an electrical connection 9. This spring system consisting of the elastic body 7 and the parts 8 a and 8 b lies between the disk-shaped semiconductor component 6 and a semiconductor component 10, which is constructed like the semiconductor component 6. On the other end contact surface of the semiconductor component 10 , a cover plate 11 is again placed, which is used with embossed beads 11 a to secure the position of the semiconductor component 10 resting against it. In the inner boundary wall 2b and the outer boundary wall 2c of the annular space or annular space 2, a groove 12 or 13 is incorporated so that in these grooves z. B. a star-shaped expanding spring 14 can be used with bias, whereby the elastic body 7 is biased or charged as a pressure force accumulator at the same time.

In F i g. 1 sind drei Halbleiterbauelementesätze A bis C nach Art der Schnittdarstellung gemäß F i g. 2 angedeutet, so daß also sechs Halbleiterbauelemente vorhanden sind, die elektrisch z. B. zu einer Drehstrom-Gleichrichterbrückenschaltung zusammengeschaltet sein können, wobei also dann der Anschluß 9 nach der F i g. 2 der Anschluß z. B. einer Wechselstromzuleitung zur Gleichrichterbrückenschaltung sein kann.In Fig. 1 are three sets of semiconductor components A to C according to Art the sectional view according to FIG. 2 indicated, so that six semiconductor components are present, the electrically z. B. to a three-phase rectifier bridge circuit can be connected together, so then the connection 9 according to FIG. 2 the connection z. B. an AC lead to the rectifier bridge circuit can be.

Für eine gute gegenseitige Kontaktgabe zwischen einem Anschlußleiter bzw. einer Anschlußplatte und einer Kontaktendfläche eines Halbleiterbauelements kann es wichtig sein, zur Freigabe einer gegenseitigen Einrichtungsmöglichkeit der zusammentreffenden Kontakte bzw. Kontaktflächen wenigstens einen dieser mit Berührungskontakt zusammenwirkenden Kontakte mit einer balligen Anlagefläche zu gestalten, wofür nach dem Ausführungsbeispiel der metallische das Kraftspeicherorgan einschließende Kapselungsteil aus den Anteilen 8 a und 8 b eine entsprechende ballige Form erhalten hat. Es kann auch zweckmäßig oder notwendig sein, für die eingesetzten Stapel ein strömendes Kühlmittel zu benutzen, wofür z. B. eine von dem Läufer der Maschine bzw. dem mit diesem an der Welle getragenen Lüfterrad erzeugte Saugluftströmung benutzt werden kann. Diesem strömenden Kühlmittel ist in dem Ausführungsbeispiel ein Strömungsweg durch den ringförmigen Raum im Lagerschild vorbei an den Halbleiterbauelementen dadurch geboten, daß durch die Wand 2a bzw. den Boden des Ringraumes und die ihm im ringförmigen Raum 2 nachfolgenden Teile 3 und 4 hindurch Strömungskanäle 15 und 16 sowie ferner in der Deckplatte 11 Durchgangslöcher 17 vorgesehen sind.For good mutual contact between a connection conductor or a connection plate and a contact end face of a semiconductor component it may be important to release a mutual facility for the meeting contacts or contact surfaces at least one of these with touch contact to design interacting contacts with a spherical contact surface, for what after the embodiment of the metallic encapsulation part enclosing the energy storage element from the portions 8 a and 8 b has received a corresponding spherical shape. It can also be expedient or necessary, a flowing one for the stack used To use coolant, for which z. B. one of the rotor of the machine or the one with This suction air flow generated by this fan wheel carried on the shaft can be used can. In the exemplary embodiment, this flowing coolant is a flow path through the annular space in the end shield past the semiconductor components offered by the fact that through the wall 2a or the bottom of the annulus and the him in the annular space 2 subsequent parts 3 and 4 through flow channels 15 and 16 and also 11 through holes 17 are provided in the cover plate.

In dem Ausführungsbeispiel ist eine Lösung für das Halten der eingebrachten Stapel mittels einer Spreizfeder 14 gezeigt. Zwischen einer solchen Deckplatte 11 an dem Lagerschild kann naturgemäß auch über deren Deckplattenrand und den Lagerschildkörper eine gegenseitige mechanische Verbindung durch eine Verstemmung oder Verpressung oder ein Aufspreizen eines Randteiles in eine Rille des Lagerschildkörpers benutzt werden, wenn eine zunächst nicht ohne weiteres lösbare Verbindung geschaffen werden soll. Der Ringraum kann auch an seinem am Lagerschild in bezug auf die Maschinenwelle radial liegenden Bodenflächenteil Rippen aufweisen oder aus solchen bestehen, an denen eine erfindungsgemäße Anordnung jeweils in Form eines oder mehrerer Stapel befestigt werden kann.In the exemplary embodiment is a solution for holding the introduced Stack shown by means of an expanding spring 14. Between such a cover plate 11 on the bearing plate can of course also via the edge of the cover plate and the bearing plate body a mutual mechanical connection by caulking or pressing or a spreading of an edge part is used in a groove of the end shield body when a connection that cannot be easily detached at first is created target. The annular space can also be at its on the end shield with respect to the machine shaft have radially lying bottom surface part ribs or consist of such on which an arrangement according to the invention each in the form of one or more stacks can be attached.

In der Figur der Zeichnung sind für ein besseres Verständnis des beispielsweisen Einbaus der Anordnung und ihres schaltungsmäßigen Aufbaus auch die Gleichstromanschlüsse eingetragen, wobei der Pluspol der dreiphasigen Gleichrichterbrückenanordnung die Bezeichnung 20 und der Minuspol die Bezeichnung 21 erhalten hat.In the figure of the drawing are for a better understanding of the examples Installation of the arrangement and its circuit structure also include the direct current connections entered, the positive pole of the three-phase rectifier bridge arrangement being the Designation 20 and the negative pole the designation 21.

Claims

Claims: 1. Rectifier arrangement with at least four in Bridge-connected semiconductor rectifiers, each of which is connected to the same AC terminal lying semiconductor rectifier on top of each other between two superimposed direct current busbars and between two such semiconductor rectifiers each clamped a connector leading to the associated AC terminal are, according to patent application P 12 79 850.4-33 (German Auslegeschrift 1279850), thereby characterized in that the connecting piece consists of membrane-like metal parts which enclose an elastic pressure body (7).

2. Rectifier arrangement according to claim 1, characterized in that the pressure body consists of silicone rubber.

3. Rectifier arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the membrane-like Metal parts formed spherically on the sides facing the semiconductor rectifiers Have contact surfaces.

4. Rectifier arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the membrane-like metal parts around the contact surfaces have projections (8a) running around for securing the position.