DE1514221A1 - Halbleitergleichrichteranordnung - Google Patents

Description

Maschinenfabrik Oerlikon, Zürich-Oerlikon (Schweiz)

Halbleitergleichrichteranordnung.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitergleichrichteranordnung, insbesondere für Bahnbetrieb mit hochgespanntem Gleichstrom und erschwerten klimatischen Bedingungen, wie sie beispielsweise in den Tropen, aber auch in Meeresnähe oder schneereichen Gegenden auftreten.

Es ist bekannt, dass hochgespannter Gleichstrom insbesondere für den "Bahnbetrieb wesentliche Vorteile mit sich bringt. Die elektrischen Fahrzeuge zeichnen sich durch Einfachheit und Robustheit aus, und die Phasen des die Umformer speisenden Drehstromnetzes sind gleichmässig belastet. Es wird auf solche Weise möglich, die Bahnanlagen direkt an die vorhandenen Drehstromnetze anzuschliessen, was eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Bahnbetriebes zur Folge hat. Von Machteil- sind jedoch die relativ hohen Kosten für die Unterstationen, welche der Umformung von Drehstrom in Gleichstrom dienen.,._

Es ist Aufgabe der Erfindung, dem zuletzt genannten Mangel abzuhelfen. Eine Lösung der Aufgabe ist möglich, wenn erfin dungsgemäss Dioden in h.ühlkörpern befestigt sind, welche mit Kühlrippen in einen mit einem Kühlmedium gefüllten Behälter hineinragen, der mit einem Wärmeaustauscher verbunden ist und " die Dioden sich in einem... we'.tterf es ten, abgeschlossenen Raum befinden, 9 0 9 8 3 5 /0578 ^_{0 ÖBmmt}

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Es ist von Vorteil für die Anordnung, wenn Gleichrichter beiderlei Polarität Verwendung finden, wobei in jedem Kühlkörper mindestens zwei Gleichrichter einer jeden Polarität be festigt werden. Dadurch kann die Anzahl der Kühlkörper und die Anzahl der Durchführungen und Dichtungsmittel auf die Hälfte reduziert werden.

Vorzugsweise kommen zylindrische Wanddurchführungen in kreisförmigen Löchern der Behälterwand zur Anwendung. Aber auch ovale oder viereckige Durchführungen und entsprechende Löcher können aus Platzersparnisgründen vorgesehen sein.

In Anbetracht der bei hochgespanntem Gleichstrom erforderlichen höheren Prüfspannungen sind verhältnismässig hohe Isolatoren auf der Anschlusseite der Gleichrichter notwendig. Um die dadurch entstehenden langen Wärmeflusswege mit ent sprechend hohem Wärmewiderstand zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Gleichrichter versenkt in dem Kühlkörper anzubringen. In diesen Versenkungen können auch die notwendigen Schaltkondensatoren und Spannungsteiler, sowie die zugehörigen Widerstände angebracht werden, was eine kompakte und sichere Anlage ohne freiliegende Verbindungsleitungen ergibt.

Die Zeichnung gibt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht wieder· Gleiche Teile sind in den einzelnen Darstellungen mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigt:

Fig. la, teilweise im Schnitt, eine Anordnung gemäss der Erfindung;
Fig.Ib eine Seitenansicht der Anordnung bei geöffneter Tür;

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Pig. 2 einen Querschnitt eines Kühlkörpers mit darin befestigten Gleichrichtern?

Fig. 3 eine aus mehreren erfindungsgemässen Anordnungen zusammengestellte Zwölfphasen-Einheit.

Der Behälter 1 ist mit einem Kühlmedium 2 gefüllt und mit einem Wärmeaustauscher 3 verbunden, der aus Sammelrohren 4 und 5» sowie Eühlrohren 6 besteht. Auf dem Behälter 1 ist ferner ein Ausdehnungsgefäss 7 angeordnet und in der Wand 8 sind Kühlkörper 9 angebracht, die in das Kühlmedium 2 tauchen. Jeder Kühlkörper nimmt zwei Gleichrichter 10 und 11 von verschiedener Polarität auf. Die Kabelanschlusseite der Gleichrichter befindet sich in dem Kabelanschlussraum 12, welcher mittels einer Tür 13 zugänglich ist. Ferner sind eine Wechselstromzuführung und Gleichstronschienen 15»16 vorhanden.

Wie aus Fig. Ib ersichtlich ist, bilden die Gleichrichter den Teil einer Brücke mit zwei Zweigen 17 und 18, wobei je acht Gleichrichter in Reihe vorgesehen sind·

Der Teil 20 (Fig. 2) des Kühlkörpers 9 durchdringt die Wand und ist mit einem Zylinder 21 aus Isoliermaterial umgeben. 22 stellt eine Befestigungsschraube, 23 einen Isolator dar, welcher mit Dichtungen 24 und 25 versehen ist. Der p-n-Gleichrichter 10 und der n^-p-Gleichrichter 11 befinden sich in einer Versenkung 26 des Kühlkörpers 9· Auf solche Weise kann der Wärmeflussweg zwischen den Gleichrichtern 10 und 11 und den Kühlrippen 27 so kurz wie möglich gehalten werden. Kondensatoren, Spannungsteiler usw. lassen sich ebenfalls in der Versenkung 26 unterbringen.

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Fig. 3 zeigt eine Gleichrichter anordnung für eine "vvölfphasen-Brückenschaltung· Die Behälter sind in zwei paral? „en Reihen neben dem Transformator 28 aufgestellt. In jeder Reihe befinden sich drei Behälter. Die Wärmeaustauscher 3 sind nach aussen gerichtet, die Kabelanschlussräume liegen einander gegenüber. Der Raum zwischen beiden Behälterreihen ist einerseits durch ein Dach 29 überbrückt, anderseits durch eine Hinterwand 30 und eine Vorderwand 31 abgeschlossen. Mit 32 und 33 sind Türen bezeichnet·

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Claims (4)

1. Patentansprüche:

   1Λ Halbleitergleichrichteranordnung, insbesondere für Bahnbetrieb mit hochgespanntem Gleichstrom und erschwerten klimatischen Bedingungen, dadurch gekennzeichnet, dass Dioden (Ιο,ΙΙ) in Kühlkörpern (9) befestigt sind, welche mit Kühlrippen (27) in einen mit einem Kühlmedium (2) gefüllten Behälter (1) hineinragen, der mit einem Wärmeaustauscher (3) verbunden ist und die Dioden (10,11) sich in einem wetterfesten, abgeschlossenen Raum (12)'befinden.
2. 2. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dioden (10,11) in einer Versenkung (26) des Kühlkörpers (9.) liegen.
3. 3. Anordnung nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Dioden (10,11) von unterschiedlicher Polarität Verwendung finden.
4. 4. Anordnung nach Patentanspruch 1 und 2-, dadurch gekennzeichnet, dass Kondensatoren und Widerstände neben den Dioden (10,11) in der Versenkung (26) des Kühlkörpers (9) angeordnet sind.

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