DE1924011A1 - Stromrichter mit fluessigkeitsgekuehlten Scheibenzellen - Google Patents

Stromrichter mit fluessigkeitsgekuehlten Scheibenzellen

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DE1924011A1 DE19691924011 DE1924011A DE1924011A1 DE 1924011 A1 DE1924011 A1 DE 1924011A1 DE 19691924011 DE19691924011 DE 19691924011 DE 1924011 A DE1924011 A DE 1924011A DE 1924011 A1 DE1924011 A1 DE 1924011A1
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Description

Stromrichter mit fliissigkeitsgekühlten Scheibenzellen.
Die Erfindung betrifft einen Stromrichter mit einer fliissigkeitsgekühlten Stromschiene und mit mindestens zwei Scheibenzellen, die zwischen zugeordneten Druckstufe Ice ri und nebeneinander auf der Stromschiene liegenden Sitzstellen·eingespannt sind.
Bei einem bekannten Stromrichter (SWZ-PS 422 975) sind sämtliche Scheibenzellen zwischen zwei in festem Abstand voneinander verlaufenden Stromschienen eingespannt. Der erforderliche Kontaktdruck wird dabei mit Hilfe einer Federeinrichtung erzeugt, die zwischen einer der beiden Kontaktflächen der Scheibenzelle und einer der beiden Stromschienen liegt. Das hat zur Folge, daß die Scheibenzelle nur auf derjenigen Seite, auf der ihre Kontaktfläche unmittelbar auf der wassergekühlten Stromschiene aufliegt, optimal gekühlt wird. Eine symmetrische Kühlung ließe sich nur dadurch erreichen, daß die Scheibenzelle unmittelbar zwischen den beiden Wassergekühlten Stromschienen eingespannt wird. Die Verwirklichung dieses Gedankens bereitet aber insofern Schwierigkeiten, als es kaum möglich ist, hierbei den Kontaktdruck der nebeneinander zwischen den Stromschienen eingespannten Scheibenzellen genau zu dosieren und hierbei auch eine gleichmäßige Flächenpressung zu gewährleisten. Nachteilig wäre ferner, daß man zum Auswechseln einer Scheibenzelle eine der beiden massiven Stromschienen zumindest teilweise lösen müßte; alle.Scheibenzellen müßten so gehaltert sein, daß dabei keine Scheibenzelle aus der zugewiesenen Position fallen kajxn. Ferner ließen sich mit diesem Konzept auch lediglich Parallelschaltungen von Scheibenzellen aufbauen.
Dar Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen ■=*-rosarlohte *' dor eingangs genannten Art so aufzubauen, daß sich iM>i -lnv/»?ii{!:in?-; von f'HLis I f.-:ko i t λ kühlung, -aine symmetrische Wärm«-
O0S3/.C/O80* BAD0R1GINAL ,
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abfuhr von den Schetoenzellen ergibt, daß sieh die Kontaktdruckes an den einzelnen Scheibenzellen leicht und unabhängig voneinander einstellen lassen, ohne daß dabei ungleichmäßige Flächenpressungen auftreten können, und daß schließlich eine einfache Auswechselung jeder einzelnen Scheibenzelle möglich ist, ohne die Kontaktierung anderer Scheibenzellen zu beeinträchtigen.
Die erfinduhgsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Stromrichter der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß jedes Druckstück mindestens einen Kühlkanal aufweist, der über elastische Anschlußstücke in einem Kühlmittelkreis liegt, daß jede Scheibenzelle und das zugehörige Druckstück von einem einen Teil der Stromschieneenthaltenden Rahmen umgeben ist, und daß eine Spanneinrichtung vorgesehen ist, die zwischen dem der jeweiligen Sitzstelle gegenüberliegenden Teil des Rahmens und dem Druckstück liegt.
Der jeder Scheibenzelle zugeordnete Rahmen kann quer oder schräg zu der Stromschiene liegen; besonders vorteilhaft ist jedoch die Verwendung einer parallel zu der Stromschiene verlaufenden Spannschiene, die Teil eines jeder Scheibenzelle zugeordneten Rahmens ist. Ein derartiges Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigen
Fig.l eine Draufsicht auf ein derartiges Ausführungsbeispiel,
Fig.2 eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig.l in vergrößertem Maßstab, wobei einige Teile im Schnitt dargestellt sind,
Fig.3 einen Schnitt entlang Linie III-III in Fig.2, Fig.4 einen Schnitt entlang Linie IV-IV in Fig.2, und Fig.5 einen Schnitt entsprechend dem in Fig.,4 gezeigten durch eine weitere Ausgestaltung des Ausführungsbeispielesβ
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Auf einer Stromschiene 3, z.B. aus Kupfer, sind mehrere (in Fig. 1 sechs) Sitzstellen 31 angeordnet. Die Stromschiene ist durch zwei voh der Rückseite in sie eingebettete, parallel zueinander verlaufende Kühlmittelkanäle 32, die an einem Ende über ein Bogenstück 322 miteinander verbunden und am anderen Ende in Endstücken 321 münden, gekühlt. Jeder Sitzstelle ist eine Scheibenzelle 2 in Form eines steuerbaren oder nicht steuerbaren Gleichrichters zugeordnet; in'Fig.l sind nur zwei solche Scheibenzellen angedeutet. Da es lediglich auf die Einspannung der einzelnen Scheibenzelle ankommt und diese für jede Scheibenzelle identisch ist, ist in Fig.2 lediglich eine gezeichnet.
In einer durch Abstandsstücke 61,62 und 63 (Fig.2) bestimmten Distanz von der Stromschiene 3 verläuft parallel zu ihr eine mit ihr durch Bolzen 41,42 verbundene Spannschiene 40, die Vorzugsweise aus Isoliermaterial besteht und U-förmiges Profil aufweist. Die die Spannschiene 40 mit der Stromschiene 3 verbindenden Bolzen haben voneinander den gleichen Abstand und liegen jeweils in der Mitte zwischen je zwei nebeneinanderliegenden Sitzstellen 31. Auf der von der Stromschiene 3 abweisenden Kontaktfläche jeder Scheibenzelle 2 liegt ein Druckstück 11,12,15 (Fig.i) auf, das jeweils zwei durchgehende KUhlkanäle 13 (Fig.3) aufweist. Zwischen jedem Druckstück und einer Platte 14 ist ein Stromband 8 eingespannt, das vorzugsweise ein elastischen Bereich 81 aufweist.
Das jeder Scheibenzelle zugeordnete Druckstück mit Stromband 8 wird mit Hilfe einer Spanneinrichtung 5, die sich einerseits gegen die Platte 14 (Fig.3) und andererseits gegen ein Teil der Spannschiene 40 abstützt, gegen die Scheibenzelle gepreßt. Jede Spanneinrichtung 5 besteht aus einem Spannstück 51 mit einem Gewinde und einem Schraubkopf 53 sowie einem Schraubstock 52, das auf das Gewinde des Spannstückes 51 paßt und unverdrehbar, aber parallel zu der Achse des Spannstückes 51 verschiebbar in der Spannschiene 40 gelagert ist. Die Verschiebbarkeit des
0 0 9 8 Λ 6 / 0 9 0 Λ - 4 ^
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des Schraubstückes 52 ist durch'einen Anschlag 54 und einen Segerring 55 begrenzt. Zwischen dem Anschlag 54 des Schraub-Stückes 52 und der Spannschiene 40 ist eine Federeinrichtung 7, bestehend aus mehreren Tellerfedern eingespannt (Fig.3).
Wie insbesondere Fig.2 erkennen läßt, bildet jeweils ein Teilstuck 30 der Stromschiene 3 zusammen mit einem Teilstück der P Spannschiene 40, jeweils zwei Bolzen 41, 42 und zugehörigen AbstandsstUcken 61, 62 und 63 einen Rahmen, innerhalb dessen jeweils eine.Scheibenzelle 2 zwischen der Sitzstelle 31 auf der Stromschiene 3 und dem Druckstück 11 mit einem-durch Verdrehen des SpannstUckes 51 veränderbaren Anpreßdruck eingespannt ist. Dabei wird die Federeinrichtung 7 zwischen dem Anschlag und der Spannschiene 40 gespannt und bestimmt die Anpreßkraft,
die etwa 90 bis 125 kp pro cm betragen soll. Man kann, allerdings auch ohne Federeinrichtung 7 auskommen; das Schraubetück 52 wird dann so weit nach oben gedreht, bis der Anschlag 54 an die Spannschiene 40 anliegt und bei weiterem Anziehen des SpannstUckes 51 die Spannschiene 40 elastisch verformt wird.
™ Die einzelnen Druckstücke sind mittels Führungseinrichtungen 9 relativ zu den Abstandsstücken 62 so ausgerichtet, daß die Mündungen der Kühlkanal? 13 von benachbarten Druckstücken 11, 12 einander zugewandt sind, so daß sie auf kürzestem Wege durch elastische Verbindungsstücke 131, z.B. durch Schläuche aus Isoliermaterial, miteinander verbunden werden können* Wenn nun die beiden Kanäle 13 des letzten Druckstückes 15 (Fig.i) durch einen Verbindungsbogen 132 miteinander verbunden sind und die Kanäle 13.des ersten Druckstückes 11 auf der Stromschiene 3 mit Hilfe von KupplungeetUcken 133 in einen kühlkreis, gelegt sind, dann ist dadurch eine Kühlung der Druckstücke erreichbar, die der Kühlung der Stromschiene 3 entspricht, pie zwischen Stromschiene 3 und den einzelnen Druckstücken liegenden Scheibenzellen werden somit beidseitig gleichmäßig gekühlt.
OQ9846/0904 -5-
BAD ORiGiNAL
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Fig.5 zeigt eine Ausführungsform, die aus zwei Anordnungen nach den Fig.i bis 4 besteht. Dabei sind die freien Breitseiten der Stromschienen 3, 301 unter Zwischenlage einer Isolierplatte 402 gegeneinander gelegt. Anstelle der bei dem zuvor beschriebenen Beispiel vorhandenen, jeder Stromschiene zugeordneten Bolzen 41, 42 ist hier jeweils ein durchgehender gegen die Stromschienen isolierter Bolzen 43 vorgesehen, durch den die beiden Systeme mit Hilfe von Muttern 431 432 gegeneinander verspannt sind. Wenn man die Scheibenzellen mit entsprechender Polung auf die beiden Stromschienen auflegt und die der einen Stromschiene zugeordneten Druckstücke jeweils mit der anderen Stromschiene1verbindet, erhält man eine Parallelschaltung aller auf beiden Stromschienen liegenden Scheibenzellen, die sich durch sehr gute Stromverteilung auszeichnet. Eine solche Anordnung lit 2; χ IS Scheibenzellen einer gut erhaltenen Type bestückt kann 12000 Ampere bei 1000 Volt Dauerbelastung aushalten.
Durch die Art der Einspannung der einzelnen Scheibenzellen und die nur elftetischt Verbindung der einzelnen Druckstucke Miteinander über die Anschlußstücke 131 und wegen des nur an einen Punkt auf der Platte 14 angreifenden Spannetlickee 51, das zudem an der Auflagestelle konisch ausgebildet 1st, ist eine über die gesamte Kontaktfläche der Scheibenasellen gleichmäßige Flächenpressung gewährleistet. Es ist auch offensichtlich, daß »an zum Auswechseln einer Scheibenzelle lediglich das zugeordnete Spannstück 51 etwas zu lösen braucht und daß dabei die Einspannung der benachbarten Scheibenzellen nicht beeinträchtigt wird. Ferner hat die erfindungsgeaäße Anordnung den Vorteil, daß sich nicht nur eine Parallelschaltung aller Scheibenzellen (alle Stronbänder 8 alt einer weiteren Stromschiene verbunden) erzielen läßt; besonders einfach läßt sich vielmehr eine Mittelpunkt schaltung aufbauen, wobei die Stromschiene 3 den Gleich« stromanechluß darstellt und die Scheibenzellen auf die Wechsel* spannungsanschlUse« einer ein- oder mehrphasigen Wechselspan-
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BAD ORfGlNAt - β -
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nungsquelle aufgeteilt und mit den Klemmen dieser Wechselspannungsquelle über die zugeordneten Strombänder 8 verbunden sind. Mit zwei mit Scheibenzellen und Druckstücken ausgerüsteten Stromschienen 3 dieser Art läßt sich demnach eine Stromrichterbrückenschaltung aufbauen, bei der die Stromschienen 3 die CrIeichstromklemmen darstellen und die Strombänder 8 mit den Klemmen der Wechselspannungsquelle zu verbinden sind. Diese Möglichkeit ist besonders bei der Verwendung von Scheibenzellen für jeweils mehr als 500 Ampere von Bedeutung, weil hier die Zahl der je Zweig parallelgeschalteten Scheibenzellen verhältnismäßig niedrig ist; der wirtschaftliche Vorteil der erfindungsgemäßen Aufbauform läßt sich hierbei dadurch ausschöpfen, daß man einer einzigen Stromschiene die Scheibenzellen all der Stromrichterzweige zuordnet, die an einen gemeinsamen Punkt (z.B. Gleichströmsamme1-sehiene) führen.
β Patentansprüche 5 Figuren
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Claims (8)

. PLA 69/0512 Patentansprüche
1. Stromrichter mit einer fltissigkeitsgekühlten Stromschiene und mit mindestens zwei Scheibenzellen, die zwischen zugeordneten Druckstücken und nebeneinander auf der Stromschiene liegenden Sitzstellen eingespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes OruckstUck (11,12,15) mindestens einen Kühlkanal (13) aufweist, der Über elastische Anschlußstücke (131) in einem Kühlmittelkreis liegt, daß jede Scheibenzelle (2) und das zugehörige Druckstlick (11,12,15) von einem einen Teil (30) der Stromschiene (3) enthaltenden Rahmen (30,40,41,42) umgeben ist und daß eine Spanneinrichtung (5) vorgesehen ist, die zwischen dem der jeweiligen Sitzstelle (31) gegenüberliegenden Teil (40) des Rahmens und dem DruckstUck (11,12,16) liegt.
2. Stromrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Sitzstelle (31) gegenüberliegende Teil des Rahmens eine; vorzugsweise parallel zur Stromschiene (3) verlaufende, mit der Stromschiene über Abstandsstücke (61,62,63) und Bolzen (41,42) verbundene Spannschiene (40) ist.
3. Stromrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Scheibenzellen (2) mittels einer einzigen, durchgehenden Spannschiene (40) zwischen Stromschiene (3) und zugeordneten Drucks tücken (11,12,15) eingespannt sind.
4. Stromrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (41,42) so angeordnet sind, daß jede Sitzstelle (31) in der Mitte zwischen zwei Bolzen liegt«
5. Stromrichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Sitzstellen (31) jeweils nur ein Bolzen angeordnet ist.
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BAD ORiGlNAL
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6. Stromrichter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (5) ein sich gegen das DruckstUck (11,12,15) oder ein Zwischenstück (14) abstützendes, relativ zu der Spannschiene (40) verschraubbares Spannstück (51) enthält.
7. Stromrichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschiene (40) federnd ausgebildet ist.
8. Stromrichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Spannstück (51) zugeordnetes Schraubstück (52) vorgesehen ist, das unverdrehbar aber parallel zu der Achse des Spannstückes (51) verschiebbar in der Spannschiene (40) gelagert ist, und daß zwischen dem Schraubstück (52) und der Spannschiene (40) eine das Schraubstück (52) und das Spannstück (51) gegen das DruckstUck (11,12,15) drückende Federeinrichtung (7) liegt.
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