DE1563355A1 - Stromrichteranlage mit mehreren parallel arbeitenden Zellen - Google Patents

Description

11 JUNI 1966

Stromrichteranlage mit mehreren parallel arbeitenden

Zellen

Die Erfindung bezieht sich auf Stromrichteijnit mindestens einer ersten Stromschiene, auf der auf der gleichen Seite mehrere parallel arbeitende Halbleiterzellen in einer Reihe hintereinander derart befestigt sind, daß der eine Anschluß jeder Zelle mit dieser Stromschiene elektrisch leitend verbunden ist, und mit einer jeder ersten Stromschiene zugeordneten und zu ihr parallel verlaufenden zweiten Stromschiene mit im wesentlichen gleicher Gestalt, mit der der andere Anschluß jeier Zelle elektrisch verbunden iet_t .009821/0499

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Ohne besondere Maßnahmen werden die einzelnen Zellen derartiger Stromrichter sehr unterschiedlich belastet. Der τοη den einzelnen Zellen geführte Strom weicht dabei um so mehr von dem mittleren Zellenstron ab» je größer die Zahl der parallel arbeitenden Zellen ist. Sofern nan die Anlage nicht mit Zellen verschiedener LeistungefähigMt bestücken will, muß man somit Zellen verwenden, die den maximal möglichen Zellenstrom dauernd aushalten. Das hat aber zur Folge, daß dann ein großer Prozentsatz der Zellen der Anlage nicht voll ausgelastet ist.

Man ist daher von Anfang an bemüht gewesen, eine möglichst gleichmäßige Stromverteilung auf alle parallel arbeitenden Zellen zu erreichen. Zu diesem Zweck hat man beispielsweise die einzelnen parallel arbeitenden Zweige induktiv derart miteinander gekoppelt, daß in jedem Zweig bei einer Zunahme des Stromes eine ihr entgegenwirkende EMK erzeugt wird und umgekehrt. Hierzu hat man beispielsweise die Zuleitung zu jeder Zelle durch einen Ringkern mit einer Sekundärwicklung gesteckt und alle Sekundärwicklungen zu einem Kurzschlußkreis miteinander verbunden. Andere Anordnungen dieser Art kommen ohne Sekundärwicklungen aus. Dabei ist ein einziger Magnetkern mit entsprechend vielen, den einzelnen, parallel arbeitenden Zellen zugeordneten Durchbrüchen vorgesehen, durch die die ^J Zuleitung zu den einzelnen Zellen geführt werden.

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Der Aufwand für iiese bekannten Anordnungen ist verhältnismäßig groß und teuer. Man hat daher rereucht, eine bessere Stromverteilung unmittelbar durch konstruktive Maßnahaen zu erreichen. So ist es beispielsweise bekannt, die parallel geschalteten Zellen in zwei räumlich voneinander entfernte Gruppen zu teilen, zwischen denen ein Abstand besteht) der relativ groß ist gegenüber dem Abstand euter benachbarter Zellen jeder Gruppe. Diese Lösung ist jedoch nur brauchbar, wenn verhältnismäßig wenig Zellen parallel geschaltet werden müssen. Bei einer größeren Anzahl parallel arbeitender Zellen 1st die hierdurch erreichbare Stromverteilung bereite.zu jhlecht. Abgesehen davon stört bei dieser Lösung der relativ große Flatzbedarf.

Bei einer anderen bekannten Anlage hat man den zwi&en den beiden parallel verlaufenden Stromschienen liegenden, jeweils mindestens eine Zelle enthaltenden Stromkreis Ό-förmlg ausgebildet. Durch diese Maßnahme läßt sich der Einfluß der Querinduktivität zwischen den beiden Sammelsohienen vermindern. Trotzdem ist aber -much bei dieser Anordnung keine befriedigende Stromverteilung zu erzielen, wenn eine größere Zahl von Zellen, beispielsweise 20 bis 24 Zellen parallel zwischen den beiden Stromschienen angeordnet werden müssen.

Für alle bekannten Anordnungen 1st charakteristisch, daß die beiden rechteckigen Stromschienen, zwischen denen die parallel arbeitenden Zellen angeschlossen sind, so angeordnet sind, daß sie mit ihren schmalen Seiten einander zugewandt sind*

Die Erfindung, die dem Bekannten gegenüber eine wesentlich 00982 1 0 499 .,. / _Ba/Hoi

' t »t I 5

bessert 8troaverteilung auok bei tekr v&elen, parallel arbeiten*en Zellen eraögllckt, 1st .AaAurck gekeanzelcknet, AaS iie einander eatspreekeaAen Tläekea beider Stroaschienen in Möglichet geriagea Abetan* YonelaaaAtr rerlaufen, un* iafi Ale Zellen bsw. ihre Anecklüese am *em bellen aaAeren, zu Aen genannten Fläcken parallel yerlaufemiem äußeren Fläcken befestigt sin«.

Der SrfinAumg liegt iie Erkenntnis sugrunAe, IaB Ale Stroeverteilung «es aus Atn belAen 1« wesemtlloken reokteokfömlgen StroBsoklenen unA Aen zwiecken iknen llegenAem Zellen gebllAeten Leltersysteas wesentllck eekr τοη Aer Größe Aer LängsinAuktiritat als ron Aer Größe Aer QuerinAuktiritat abkäagt. unter LängsinAuktlTltät wir* Aabel Ait InAtktlrltät Aes aus Aen beiden Stromschienen gebilAeten_t-swisoken «wei Zellen liegen*en 8ysteas TerstanAen. Ee kat sick ntelick gezeigt, AaJS Aer Einfluß Aer IaAuktirität Aer Quersweige rernacklässigbar ist gegenüber Aer InAuktlrltttt Atr Liageiwiige. Bas ist Aarauf surückKuftikren, AaS Ale IaAuktlYltät Aer Querzweige alt etwa 2 /u H gegenüber Aea oka*ecken ViAeretan* Aleser Querzweige, Aer la weeentlichen Aurck Aea Wi*eretan* Aer Zelle» bestlaat 1st un 4 etwa 4 bis 5 a Oka betragt, reraachlleeigbar 1st. Ia Aen Längezweigen liegen Aie Terklltnisse geraAe uagekekrt: Hier ist Aer oka·ecke !»teil ait 0,2 /u Oka gegenüber Aea iaAuktlTen Anteil ait etwa 5 /U H remackläeeigbar. Burck Ale erflnAuagegeaHee Anordnung 4er Stroaeehieaen gelingt es, geraAe Al« ttröße Aer für Ais Ötroarerteilueg en«eckel*en*en

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BAD OWGiN

Induktivität der längszwige weeentlick herabzusetzen.

BIe izweite der beiden dicht beieinander parallel verlaufenden Stromschienen kann dabei als Träger für die den einseinen Zellen zugeordneten Sicherungen dienen. Beide Stromschienen können

in
auch/an sich bekannter Weise alt Kanälen zur Aufnahme eines

Kühlmittels versehen werden.

Eine weitere Verbesserung der Stromverteilung läßt sich erzielen, wenn man mehrere Anordnungen mit zwei Stromschienen und zwischen ihnen liegenden Zellen verwendet und diese elektrisch parallel schaltet. In diesem Falle ist es zweckmäßig, alle Zellen tragenden Schienen an beiden Enden durch Querschienen miteinander zu verbinden. Auf diese Weise läßt sich eine Beeinträchtigung der I Stromverteilung während des Kommutierungsirorganges, hervor- ^! gerufen durch mit einer Nachbarphase verkettete Magnetfelder* verhindern.

Figur 1 zeigt in schematlscher Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem drei gleichartig ausgebildete Schienenpaare parallel geschaltet sind. Jedes Paar besteht aus den mit ZwniiS bezeichneten, rechteckigen Stromschienen, die so angeordnet sind, daß sie mit ihren Breitseiten einander gegenüber liegen. Der Abstand zwischen ihnen ist in Figur 1 mit a bezeichnet und soll möglichst klein sein. Zweckmäßig wird man zwischen jedem Schienenpaar Stützen aus Isolierstoff anordnen, die den gewünschten Abstand auch bei Kurzsohlüssen sichern.

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1KCO-JKK ^m 9/570/597

In Figur 1 sind die einseinen Zellen nur symbolisch dargestellt. Praktisch werden die Zellen 1 auf einer der beiden Stromschienen, zum Bsispiel auf der Schiene Z in einer Reihe hintereinander auf der nach außen gerichteten Breitseite befestigt,wie das die Schnittzeichnung Figur 2 zeigt. Die andere mit S bezeichnete Stromschiene dient zweckmäßig als Träger für die den einzelnen Zellen zugeordneten Sicherungen e. Die flexslblen Anschlüsse τ der einzelnen Zellen werden dann - wie in Figur 1 strichpunktiert

angedeutet - seitlich an dem Stromschienenpaar vorbeigeführt und an der mit S bezeichneten Schiene bzw. an der'auf dieser Schiene befestigten, zugeordneten Sicherung angeschlossen.

i
Figur 3 reransohaulicht die durch die Erfindung erreichte Verbesserung der Stromrerteilung auf η parallel arbeitende , in gleichem Abstand Toneinander in einer Reihe hintereinander angeordnete Zellen. Die mit A bezeichnete Kurre zeigt die Stromverteilung für die bisher üblichen Anordmingenfait zwei nebeneinander liegenden Stromschienen. Die Darstellung zeigt, daß der Strom in einzelnen Zellen bei beispielsweise 24 parallel arbeitenden Zellen bis zu 2Q% von dem mittleren Zellenstrom (Gesamtstroa eines Zweiges dividiert durch die Zahl der parallel arbeitenden Zellen) abweicht. Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung der Schienen ergibt och jedoch bei gleicher Zellenzahl - wie die hierfür fültige Kurve B zeigt - nur noch eine _f Abweichnung von etwa 8j£ vom mittleren Zellenstrom. Verwendet man zwei parallel Schienenpaare dann sinkt - wie die Kurve C zeigt - die Abweichung bei gleicher Zellenzahl pro Schienenpaar sogar auf ML,

3 Figuren

6 Patentansprüche - 6 - Ba/Hob

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BAD ORIGiNÄL

Claims (6)

1. HdL "9/370/597

   Patentansprüche

   Ώ) Stromrichter »it »in*··ten· eimer ersten Stromschiene, auf der auf ler gleichem Seite mehrere parallel arbeitende HalbleiterZellen im eimer Reihe hintereinander derart befestigt sind, daß der mime Anschluß jeter Zelle mit dieser Stromschiene elektrisch leitemt τerbunden 1st, und mit einer jeder erstem Stromschiene eugeordneten und eu ihr parallel rerlaufenden streiten Stromschiene mit Im wesentlichen gleicher Gestalt« mit ier 4er andere Anschluß jeder Zelle elektrisch TsrhumAen ist, dadurch gekennzeichnet, daß iie einander entsprechenden fliehen beider 'Stormschlenen im möglichst geringem Abstand Toneintnder yerlaufen, und ims die Zellen bsw. ihre Anschlüsse an len bellen anderen, su den genannten flächen parallel rerlaufenden äußeren flächen befestigt sind.
2. 2.) Stromrichter nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschienen rechteckige form haben und IaS die Breitselten ler bellen Stromschienen mit möglichst geringem Abstand einander gegenüberliegen.
3. 3.) Stromrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, IaB an ler sweiten Stromschiene lie len Zellen sugeorlneten Sicherungen befestigt sind.
4. 4.) Stromrichter nach «inen ler Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekemnseiehmet* daß mindestens die lie Zellen tragende Stromschiene Kanäle «ur Aufnahm« eines Kühlmittels hat.

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5. 5.) Stromrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, iaiurch gekennzeichnet,daß jeter Zweig des Stromrichters aus mehreren Anordnungen nit zwei Stromschienen und zwischen ihnen liegenden Zellen besteht, und daß diese Anordnungen elektrisch parallel geschaltet sind.
6. 6.) Stromrichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichent, daß mindestens die die Zellen tragenden Stromschienen an beiden .Enden durch Querschienen miteinander verbunden sind.

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