DE2218612A1 - Gleichrichteranordnung mit gekühlter Stromzuführung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE hbm K DR.-ING. H. FINCKE MÖNCHEN 5 _{1? A}p_R DIPL.-IN G. H. BOHR MÜLLERSTR. 31

DIPL-ING.S.STAEGER ZZ f 00 I Z

Mappe 22845
Case No. 888

Beschreibung

zum Patentgeauch

der Firma M & T Chemicals Inc., New York, N.Y., V.St.A.

betreffend

"Gleichrichteranordnung mit gekühlter Stromzuführung"

***
Priorität: 16. April 1971 - V.St.A.

Die Erfindung betrifft allgemein eine Gleichrichteranordnung für eine Stromquelle, insbesondere und beispielsweise zur Anwendung beim Elektroplattieren, bei Elektromotoren und anderen elektrischen Baueinheiten, welche eine besondere Art einer elektrischen Energiequelle erfordern*

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung für Gleichrichter, bei welcher die Betriebstemperaturen verschiedener Bestandteile des Gleichrichters durch Anwendung einer bestimmten Art von Kühlung gesteuert sein müssen, und eine Anordnung für Gleichrichter zur Schaffung der Doppelwirkung einer Zuführung von Strom und Kühlfluid» Erfindungsgemäß werden die Gleichrichter hierbei gegenüber dem Stand der Technik besonders geeignet und vorteilhaft ausgebildet. Es soll die Anwendung von gesteuerten Hochstrom-ITiederspannungs-

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Siliziumgleichrichtem(SCR) sowohl als Gleichrichter wie auch als Steuerelemente in dem Sekundärstromkreis einer Leistungsstromquelle ermöglicht werden, worauf die Erfindung besonders anwendbar ist.

Bisher verwendeten zu dieser Art von Kraftstromquellen gehörende Schaltungen gesteuerte Siliziumgleichrichter auf der Hochspannungsseite eines Abwärtstransformators in Rücken-an-Rücken-Anordnung bei Dreieckschaltung des Transformators oder in der Linienschaltung. Diese gesteuerten Siliziumgleichrichter steuern die Wechselspannung auf der Sekundärseite des Transformators. Andere Gleichrichterelemente, beispielsweise Siliziumdioden, befinden sich hierbei allgemein in einer Brückenschaltung, in Doppelwegschaltung mit der Zwischenphase oder in Sternschaltung in dem Hochstrom-Niederspannungs-Sekundärstromkreis.

Wenn gesteuerte Siliziumgleichrichter im Sekundärstromkreis verwendet und in gleicher Weise wie die oben erwähnten Dioden verbunden werden, wirken die gesteuerten Siliziumgleichrichter in gleicher Weise wie die Verbindung der oben erwähnten Siliziumgleichrichter und sekundären Dioden» Jedoch waren bis kürzlich keine gesteuerten Siliziumgleichrichter verfügbar, um hohe Ströme im SekundärStromkreis zu beherrschen, ohne die Anwendung parallelisierender Baueinheiten, welche sich als zu kostspielig bei diesem Anwendungsfall für routinemäßig verwendete Gleichrichter in einem üblichen kommerziellen Rahmen erwiesen. Kürzlich wurden gesteuerte Siliziumgleichrichter entwickelt, welche höheren Strömen angepaßt sind. Jedoch erfordern diese Baueinheiten eine ausgiebige Kühlung, um einen wirtschaftlichen Betrieb unter Ausnützung ihrer maximalen Kapazität zu ermöglichen. Daher sind aufwendige und komplizierte Kühleinrichtungen erforderlich, um die höhere Strombelastbarkeit dieser gesteuerten Siliziumgleichrichter verfügbar zu machen. Mit einer solchen Anordnung werden jedoch die Kosten der gesamten Gleichrichterschaltung wiederum bis zu dem Punkt gesteigert, daß eine Anwendung für normale kommerzielle Zwecke nicht mehr angemessen erscheint.

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Erfindungsgemäß wird eine Ano-rdnung geschaffen, in welcher eine Gleichrichtung einer Stromquelle unter Ausnützung der Kennwerte von gesteuerten Hochstrom-Siliziumgleichrichtern möglich wird, die in der gleichen Weise wirksam sind wie bei der erwähnten "bekannten Schaltung primäre gesteuerte Siliziumgleichrichter und sekundäre Dioden, ohne daß die Notwendigkeit von Parallelisierungseinrichtungen besteht, wodurch eine angestrebte Wirtschaftlichkeit erzielt wird. Erreicht wird dies durch Anwendung einer vereinfachten Schaltungsanordnung für den Gleichrichter, wobei die zur Weiterführung von Kühlfluiden zu den kühlbedürftigen Teilen des Gleichrichters verwendete Verrohrung aus elektrisch leitenden Stoffen besteht, so daß die Verrohung gleichzeitig zur Zuführung von Kühlfluid und Strom dient. Zusätzlich ermöglicht die Anordnung in Verbindung hiermit die Zufuhr von Kühlfluid zu Bereichen unmittelbar benachbart den kühlbedürftigen Teilen sowie in einer Weise, wodurch das Kühlfluid gleichmäßig über den Bereich unmittelbar benachbart dem zu kühlenden Teil verteilt wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung umfaßt in geeigneter Weise ausgelegte Wärmeableiteinrichtungen an jeder Seite der gesteuerten Siliziumgleichrichter in Sandwichart, um einen maximalen Kühlgrad aus dem durchströmenden Kühlfluid zu erzielen. Zusätzlich schafft die Erfindung eine besondere SandwichanoxLnung von Wärmeableiteinrichtungen neben den gesteuerten Siliziumgleichrichtern mit einer Klemmanordnung, welche einen gleichmäßigen Druck an jeder Seite des gesteuerten Siliziumgleichrichters ausübt, so daß keine Störung mit dessen Betriebsweise erfolgt, was an sich bekannt ist, wobei die Klemmanordnung einer einzigen Justierung bedarf, um diesen gleichmäßigen Druck zu erzielen.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines einfachen elektrischen Systems zur Gleichrichtung einer Stromquelle unter Verwendung gesteuerter Siliziumgleichrichter in dem Hochstrom-ITiederspannungs-Sekundärstromkreis.

Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Erzielung einer gleichzeitigen Zuführung von Kühlfluiden zu denjenigen Bereichen un-

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mittelbar benachbart kühlbedürftigen Teilen in den Gleichrichtern gleichzeitig mit der Zuführung des Stromes und/oder mit der Herstellung von Verbindungen für die Gleichrichter.

Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung vcn gesteuerten Siliziumgleichrichtern in dem Hochstrom-Niederspannungs-Sekundärstromkreis von Gleichrichtern beim Entfallen der Notwendigkeit zur Anwendung von Parallelisierungseinrichtungen. Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Wärmeableitanordnung unmittelbar neben den zu kühlenden Teilen, um das Kühlfluid zu derjenigen Stelle zu führen, welche zur Erzeugung der gewünschten Kühlung am meisten geeignet ist, wobei eine gleichmäßige Verteilung des Kühlfluides über den gesamten kühlbedürftigen Teil erreicht wird. EiiE zusätzliche Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung einer Sandwichanordnung für Wärmeableiteinrichtungen in Anordnung an zwei Seiten der gesteuerten Siliziumgleichrichter, wobei die gesamte Sandwichanordnung in einer Klemmeinrichtung gehalten wird, welche einen gleichmäßigen Druck an jeder Seite der gesteuerten Siliziumgleichrichter aufrecht erhält, wie dies erforderlich ist und an sich bekannt ist; dieser gleichmäßige Druck wird durch eine einzige Justierung in der Klemmanordnung erfindungsgemäß erzielt.

Die Erfindung schafft also insbesondere eine Gleichrichteranordnung für eine Stromquelle zur letztlichen Anwendung beispielsweise beim Elektroplattieren, wobei die Anordnung elektrisch leitende Stoffe in Form einer Verrohrung zur gleichzeitigen Zuleitung von Kühlfluiden unmittelbar zu Bereichen neben kühlbedürftigen Teilen während des Betriebes und zur Zuführung elektrischen Stromes über wesentliche Teile der Schaltung der Anordnung umfaßt. Zusätzlich sind neue Wärmeableitanordnungen vorgesehen, um eine gleichmäßigere Verteilung der Kühlfluide über die zu kühlenden Teile zu erzielen. Neue Klemmanordnungen sind vorgesehen, um eine gleichmäßige Druckverteilung auf gehaltene Teile zu erzielen, wobei diese Klemmanordnungen durch eine einzige Justierung leicht eingestellt werden können.

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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Gleichrichters, dessen Platten zur besseren Darstellung entfernt sind, einschließlich schaltungsmäßiger und mechanischer Merkmale einer erfindungsgemäßen Anordnung in Ansicht von vorn,

Fig» 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 in Ansicht von rechts, Figo 3 die Anordnung von Fig„ 1 in Draufsicht,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie A-A von Fig» 1 zur Veranschaulichung der Sandwichanordnung von Wärmeableiteinrichtungen, eines gesteuerten Siliziumgleichrichters sowie weiterer mechanischer Einzelheiten der erfindungs-. gemäßen Anordnung,

Fig. 5 die Doppelfluid- und elektrische Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 - 4- in Strömungsschaltbilddarstellung,

Fig. 6 die Anordnung gemäß Fig. 1 - 5 in Schaltbilddarstellung,

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß zu verwendenden Wärmeableiteinrichtung bei entfernter Oberseite zur Veranschaulichung von deren innerer Anordnung, in Draufsicht von oben,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie B-B von Fig. 7>

Fig. 9 ein gegenüber Fig. 7 abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß anzuwenden Wärmeableitanordnung, in Draufsicht,

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Fig«, 10 einen Schnitt längs der Linie C-C von Fig. 9»

Fig. 1 zeigt den Erfindungsgedanken bei Anwendung in einem üblichen Gleichrichter zur Gleichrichtung einer¹ Kraftstromquelle zwecks Anwendung beispielsweise beim Elektroplattieren.

Ein Gleichrichter 10, dessen äußere Ummantelung zum Zwecke der besseren Darstellung entfernt ist, befindet sich in starrer Anordnung auf einer Auflagerung 12. Ein Dreiphasentransformator 13 (Fig. 2) ist bezüglich seines negativen Ausgangsanschlusses 11 in der oberen linken Ecke von Fig» 1 veranschaulicht, wobei sowohl der Strom als auch Kühlfluid in den Gleichrichter durch diesen negativen Ausgangsanschluß in Form einer Verrohrung aus geeignetem, elektrisch leitenden Material eingeführt werden, beispielsweise in Form von Kupfer oder Aluminium. Zum Zwecke der besseren Darstellung ist die dielektrische Verrohrung mit einer Punktschraffierung veranschaulicht, während die Verrohrung aus elektrisch leitendem Material keine solche Schraffierung aufweist. Das Rohr 11 bewirkt eine Verbindung mit den Mittelabgriffen 59, 60, 61 des Dreiphasentransformators 13 hinter Platten 14, 15 bzw. 16 (Fig. 1). Das Kühlfluid verläuft weiter von den Mittelabgriffstellen durch eine elektrisch leitende Verrohrung 17 zu einem T-Stück 28. Danach strömt das Kühlfluid durch die dielektrische Verrohrung, welche aus einem geeigneten, nichtleitenden Material bestehen kann, beispielsweise aus Nylon. Die dielektrische Verrohrung 18 leitet das Kühlfluid zu dem Boden von Fig. 1, um das Fluid Wärmeableiteinrichtungen 19, 20, 21 unmittelbar unterhalb gesteuerter Siliziumgleichrichter 24, 25 bzw, 26 zuzuführen.

Das Kühlfluid verläuft durch die drei Wärmeableitexnrichtungen 19, 20, 21 und danach von dort in eine elektrisch leitende Verrohrung 27, vrelche einen Teil der drei Sekundärwicklungen des Transformators (Fig. 2, 5) bildet. Die Fluidströmung gelangt dann über Leittingen 22 aus den drei Sekundärwicklungen heraus, wobei die Leitungen 22 als elektrisch leitende Rohre ausgebildet sind, um Wärmeableiteinrichtungen 37, 38, 39 in unmittelbarer Anordnung neben dem Boden der gesteuerten Siliziumgleich-

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richter 42 "bzw. 41 bzw» 40 an der Oberseite von Fig. 1 zu versorgen. Das durch diese drei kleinen Wärmeableiteinrichtungen strömende Fluid wird alsdann in der dielektrischen Verrohrung 36 gesammelt, um zu einer Auslaßverrohrung 44 geführt zu werden, welche aus elektrisch leitendem Material besteht und als positiver Ausgangsanschluß für die Gleichrichteranordnung dient.

An dem T-Stück von Fig. 1 wird Kühlfluid durch die dielektrische Verrohrung 29 zu einem zusätzlichen T-Stück geführt, wo sich die Leitung in die dielektrische Verrohrung 30 teilt, welche Kühlfluid zu der großen Wärmeableiteinrichtung 31 führt, die in Längsrichtung über alle drei gesteuerten Siliziumgleichrichter 24, 25, 26 in Fig. 1 unten verläuft.» Auch geht von der Leitung 29 eine dielektrische Verrohrung 34 aus, welche Kühlfluid zu einer großen Wärmeableiteinrichtung 35 führt, die in Längsrichtung über die gesteuerten Siliziumgleichrichter 40, 41, 42 in Fig. 1 oben verläuft. Das durch diese großen Wärmeableiteinrichtungen 31, 35 strömende Fluid wird in der elektrisch leitenden Auslaßverrohrung 44 gesammelt.

Fig. 2 zeigt das Auflagerungsgebilde in Form von v/inkelbügeln 46 zur Auflagerung jedes Endes des zusammengefaßten gesteuerten Siliziumgleichrichters sowie der Wärmeableiteim?ichtungen an dem Boden und an der Oberseite der Gleichrichtereinrichtungο

Fig. 1 zeigt die Versorgungsleitung 11, welche eine Zuführung zu jedem der Mittelabgriffe 59, 60, 61 der Sekundärseite bewirkt, und eine Ansicht der längsverlaufenden großen Wärmeableiteinrichtung 355 welche über alle drei oberen gesteuerten Siliziumgleichrichter· 40, 41, 42 verläuft„ Fig. 4 zeigt die Auflagerungsanordnung für die gesteuerten Siliziumgleichrichter in Anbringung zwischen der großen Wärmeabieiteinrichtung 35, die oberhalb dos gesteuerten Siliziumgleichrichters 41 sowie oberhalb der anderen (nicht gezeigton) gesteuerten Siliziumgleichrichter 40, 4?% und eine einzelne Wärmeableiteinrichtung in Anordnung unmittelbar unterhalb des gesteuerten Siliziumgleichrichters 41. Gemäß Fig» 4 befinden sich die Lagerplatten ■ 56, 57 unmittelbar unterhalb und oberhalb des gesteuerten SiIi-

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ziumgleichrichters 41 „ Verbindungsstangaa52, 53 befinden sich an jeder Seite derSmdWichanordnung an diametral gegenüberliegenden Stellen; die Verbindungsstangei52, 53 verlaufen durch Lagerplatten 56, 57 sowie zu und durch Federplatten 50, 51 uncL eine Justierschrauben-Lagerplatte 64. Die Bohrungen in den verschiedenen Lager- und. Federplatten sind größer als die Vorbindungsstangen 52-, 53■) welche durch die Bohrungen verlaufen, um eine Bewegung zwischen den Verbindungsstangen und den verschiedenen Platten zu ermöglichen., Die Verbindungsstangen sind von den verschiedenen Platten isoliert und werden fest an ihrer Stelle gegen die Federplatte 50 angehalten, beispielsweise durch Isolatoren 62, 63· Eine Justierschraube 58 ist in dem Mittelpunkt der oberen Federplatte 50 angeordnet, durchsetzt diese und liegt gegen die Justierschrauben-Lagerplatte 64 an« Die Ausbildung des Bodens der Justierschraube 58 ist halbkreisförmig, so daß diese gleichmäßig gegen die Justierschrauben-Lagerplatte 64 anliegt und nicht die obere Fläche der Wärmeableiteinrichtung 35 stört.

Durch Herunterschrauben der Justierschraube 58 durch die Lagerplatte 50 gegen die Fläche der Lagerplatte 64 wird eine Zwischen- \tfirkung zwischen den verschiedenen Lager- und Federplatten sowie den Verbindungsstangen 52, 53 erzielt, um einen gleichmäßigen Auflagerungsdruck an der Obersedte und Unterseite der gesteuerten Siliziumgleichrichter aufrecht zu erhalten, so daß die gesteuerten Siliziumgleichrichtei:¹ in richtiger Betriebsform gehalten iirerden, da bekanntlich die Betriebskapazität eines gesteuerten Siliziumgleichrichters und/oder seine Leistungsfähigkeit beeinflußt wird, wenn er nicht so angebracht wird, daß ein gleichmäßiger Lagerdruck an seinen diametral gegenüberliegenden Seiten herrschte

Gemäß Figo 5 sind diejenigen Leitungen, welche die elektrisch leitende Verrohrung darstellen, doppellinig veranschaulicht, während die durch Einzellinien dargestellten Leitungen eine dielektrische Verrohrung veranschaulichen. Die Zufuhr ist als Leitung 11 der elektrischen Verrohrung gezeigt, die zu den Mittelabcriffen 59, 60, 61 der Sekundärseite des Transformators 1;> verläuft» Von dort führt die /erohrung zu dom

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T-Stück 28, welches eine Zuleitung zu der dielektrischen Verrohrung 18 beifirkt, die wiederum die kleinen Wärmeableiteinrichtungen 19, 20, 21 unmittelbar unterhalb der gesteuerten Siliziumgleichrichter gemäß ITig. 1 versorgt. Von diesen drei kleinen Wärmeableiteinrichtungen wird Kühlfluid gesammelt und strömt durch die elektrisch leitende Verrohrung 27, die einen Teil der Sekundärwicklung des Transformators bildet, und von . dort durch die dielektrische Verrohrung 22 zur Einspeisung von Kühlfluid zu den drei kleinen Wärmeableiteinrichtungen 39, 4-0, 41 an dem Boden der gesteuerten Siliziumgleichrichter an der Oberseite von Pig» 1= Von diesen drei kleinen Wärmeableiteinrichtungen wird das Kühlfluid gesammelt und verläuft durch die dielektrische Verrohrung 36 in die Auslaßleitung 44, die aus elektrisch leitendem Material besteht.

An dem T-Stück 28 strömt Fluid durch die dielektrische Verrohrung 29, 30 zu der großen Wärmeableiteinrichtung 31 unmittelbar oberhalb der drei gesteuerten Siliziumgleichrichter, wie dies in Fig. 1 unten gezeigt ist. Von der großen Wärmeableiteinrichtung 31 strömt das Fluid zu der elektrisch leitenden Auslaßleitung 44. Auch von dem T-Stück 28, beispielsweise durch die Leitungen 29, 34, wird Kühlfluid zu der großen Wärmeableifceinrichtung 35 geführt und strömt von dort in die elektrisch leitende Auslaßverrohrung 44»

Bei dem Rohrleitungsschema gemäß Fig. 5 sind die mit der Bezugsziffer 67 bezeichneten Bauelemente weibliche Messingverbindungsstücke, die mit 68 bezeichneten Bauelemente Messigkniestücke und die mit 69 bezeichneten Bauelemente Messing-T-Stücke C

Anstelle der gezeigten Ausführungsformen kann auch eine in Längsrichtung verlaufende größere Wärmeableiteinrichtung mit einer größeren Kapazität als die oben erwähnten Wärmeableiteinrichtungen 31, 35 verwendet v/erden» Bei einer solchen Anordnung sind je drei gesteuerte Siliziumgleichrichter über die Längserstreckung jeder Seite der die größere Kapazität aufweisenden Wärmeableiteinrichtung angeordnet, wobei die kleineren

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Wärmeableiteinrichtungen, beispielsweise die Einrichtungen 19, 20, 21, neben jedem gesteuerten Siliziumgleichrichter an dessen Seite gegenüberliegend der die größere Kapazität aufweisenden V/ärmeableiteinrichtung angeordnet ist. Bei einer solchen Anordnung verläuft die Leitung 29 von dem T-Stück 28 zu den Ein_r laß der größeren V/ärmeableiteinrichtung, während der Auslaß mit der Leitung 44- in gleicher Weise wie die Verbindungen für die oben beschriebenen Wärmeableiteinrichtungen 31? 35 verbunden ist«.

Gemäß Fig. 6 ist eine Stromquelle 70 vorgesehen, wobei Wechselstrom von dieser Stromquelle umgewandelt wird, um Strom einzustellen, welcher zur Anwendung in Verbindung beispielsweise mit einer Elektroplattierungsleitung geeignet ist.

Wechselstromleitungen 71 > ?2, 73 sind mit einem gestrichelt dargestellten Starter 76 verbunden, dessen Schalter mit Leitungen 85, 86, 87 verbunden ist. Diese Leitungen sind wiederum mit den Primärwicklungen 80, 81, 82 des Transformators 77 verbunden, der einen einzigen Kern 78 aufweist=

Die Sekundärx/icklungen 79 des Transformators 77 sind mit einzelnen gesteuerten Siliziumgleichrichtern 95 des Halbleiterteiles 115 verbunden«, Diese einzelnen gesteuerten Siliziumgleichrichter liegen ihrerseits wiederum an einem positiven Gleichstromanschluß 90= Der negative Ausgangsanschluß 88 weist einen darin angeordneten Nebenschluß 96 auf, welcher als durchgehende Leitung 99 mit einem Nebenschlußrelais 100 verbunden ist, wobei alle Einzelheiten in an sich bekannter Weise ausgebildet sind. Zusätzlich liegt der Nebenschluß über durchgehende Leitungen 971 98 an einem Zündregler für die gesteuerten Siliziumgleichrichter, der wiederum mit einer Zündanordnung für die gesteuerten Siliziumgleichrichter verbunden ist; beide Elemente sind nicht veranschaulicht, jedoch an sich bekannt. Ein Spannungsmesser 91 liegt zwischen Leitungen 88, 90, beispielsweise durch eine Leitung 92; ein Widerstand 93 liegt ebenfalls zwischen den Leitungen 38, 90 über eine Leitung 94-, wobei diese Einzelheiten ebenfalls an sich bekannt sind. Die mit den einzel-

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nen gesteuerten Siliziumgleichrichtern verbundenen Anschlüsse 101, 102 liegen wiederum an der Zündanordnung für die gesteuerten Siliziumgleichrichter (nicht veranschaulicht), um die Zündfolge der gesteuerten Siliziumgleichrichter zu steuern»

Gemäß Fig. 7 ist die Oberseite der in Längsrichtung verlaufenden Wäimeableiteinrichtung 35 (vgl» auch Figo 1) entfernt, um die innere Anordnung der Wärmeableiteinrichtung 35 mit einem Einlaß 10A- sowie einem Auslaß 105 zu veranschaulichen« Der Einlaßkanal 104- versorgt jeden der in Längsrichtung verlaufenden Kanäle in der Wärmeableiteinrichtung, wobei Kühlfluid gleichmäßig über die gesamte Erstreckung der Wärmeableiteinrichtung verteilt wird -

Gemäß Fig., 8 wird Kühlfluid. zum gleichmäßigen Strömen über die gesamte Oberfläche der Wärmeableiteinrichtung veranlaßt, so daß sich eine wesentlich wirkungsvollere Anordnung zur Erzeugung einer kühlenden Umgebung unmittelbar neben den Flächenbereichen der Wärmeableiteinrichtungen ergibt«. Zusätzlich wird eine wesentlich größere Wärmeaustauschfläche zur wirksamen Kühlung dargebotene

Gemäß Fig. 9-, welche eine Draufsicht einer Wärmeableiteinrichtung ähnlich Figo 7 zeigt, verläuft die einzelne kleine Wärmeableiteinrichtung 19 gemäß Fig» 1, welche einen Einlaßkenal 107 und einen Auslaßkanal 108 mit einzelnen längsverlaufenden Verteilungskanälen 109 aufweist, zwischen dem Einlaß- und AuDlaßkanal 107 bzw. 108.

Gemäß Fig. 10 ergibt eine solche Anordnung eine gleichmäßige Verteilung des Kühlfluids über die gesamte Fläche der Wärmeäbleiteinrichtung, so daß eine wesentlich wirksamere Anordnung zur Schaffung einer kühlenden Umgebung für die Einrichtungen unmittelbar neben der Wärmeableiteinrichtung entsteht, beispielsvreise die in Fig. 1 veranschaulichten gesteuerten Siliziumgleichrichter.

Mt einer solchen Anordnung kann unter Verwendung von sechs

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gesteuerten Siliziumgleichrichtern auf der Sekundärseite eine Ausgangsgröße bis zu 5000 A oder darüber ohne Parallel!sierung erzielt werden. Wenn jedoch das besondere veranschaulichte Ausführungsbeispiel so ausgelegt wird, daß eine Gleichrichtung von Wechselstrom in Gleichstrom für eine Elektroplattierungsleitung erzielt werden soll, kann diese gleiche Schaltung umgestaltet werden, so daß die einzelnen Bestandteile unterschiedliche Abmessungskenmjerte aufweisen, in Abhängigkeit von der besonderen Anbringung, beispielsweise in Verbindung mit einer Elektroplattierungsleitung, welche von einer solchen Schaltung zu betreiben istο Derartige Anordnungen weisen beträchtliche Verschiedenheiten auf, in Abhängigkeit von den Abmessungen der betreffenden Anordnung und den besonderen Arten der ausgeführten Elektroplattierungo Ferner verstellt es sich, daß die in Verbindung hiermit stehenden Schaltungen zweckmäßig für Anwendungsfälle aller Art sind, einschließlich Einrichtungen unter Verwendung einer elektrischen Stromquelle zum Betrieb verschiedener Arten von Anordnungen,einschließlich Elektroplattierungsleitungen, wie vorangehend erwähnt wurde, Schweißeinrichtungen, Elektroöfen und Elektromotoren zum Antrieb verschiedener Einrichtungen ο

Vorliegend sind beispielsweise sechs gesteuerte Siliziumgleichrichter in der Sekundärseite veranschaulicht, jedoch können auch abweichende Anzahlen von gesteuerten Siliziumgleichrichtern für verschiedene Zwecke verwendet werden. Beispielsweise können zwölf gesteuerte Siliziumgleichrichter für eine Schaltung angewendet werden, welche eine elektronische Reversierung erfordert, wobei sechs gesteuerte Siliziumcleichrichter in jeder Richtung verwendet werden und wobei die Schaltung im wesentlichen ähnlich derjenigen gemäß der USA-Patentschrift J 4^0 892 ist-

Die erfindungsgemäße Anordnung kann anstelle von gesteuerten Siliziumgleichrichtern auf der Sekundärseite auch genausogut mit Dioden ausgestattet werden, wobei bekanntlich Dioden eine wesentliche Kühlung für einen wirksamen Betrieb erfordern»

Der,Erfindungsgedanke ist demgemäß auf die Gleichrichtung in

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einer Stromquelle für besondere Anwendungsfälle anwendbar, wobei die Temperatur verschiedener Bestandteile der Anordnung gekühlt werden muß und wobei gesteuerte Siliziumgleichrichter in der Sekundärseite verwendet werden, ohne die Notwendigkeit aufwendiger Parallelschaltanordnungen.

Die obigen Merkmale werden erzielt durch direkte Anwendung von Kühlfluid auf die Flächenbereiche unmittelbar neben den zu kühlenden Teilen, wobei die Verrohrungsanordnungen verwendet werden, um das Kühlfluid zu genauen Elächenbereichen hinzuführen, die gleichzeitig auch verwendet werden, um we sentIiehe Teile der elektrischen Schaltung der Anordnung aufzunehmen= Hierdurch wird die erfindungsgemäße Anordnung wirtschaftlich für routinemäßige Anwendungsfälle bei der Gleichrichtung«.

Zusätzlich wird eine gleichmäßige Verteilung des Kühlfluides in den Bereichen unmittelbar neben den zu kühlenden Teilen durch Wärmeableiteinrichtungen mit darin angeordneten Verteilungskanälen erreicht, welche eine iiresentlich stärker ausgedehnte Wärmeaustauschfläche bilden= Ferner sind Klemmanordnungen für die hier verwendeten gesteuerten Siliziumgleichrichter in entsprechend abgestimmter Beziehung zu den benachbarten Wärmeableiteinrichtungen vorgesehen, die zur Kühlung der gesteuerten Siliziumgleichrichter beim Betrieb verwendet werden; diese Klemmanoidnungen ergeben gleichzeitig eine gleichmäßige Anlegung des Druckes auf diametral gegenüberliegenden Seiten der gesteuerten Siliziumgleichrichter, um nicht deren Betriebskennwerte zu beeinflussen, wobei die Klemmanordnung durch eine einzige Justierschraube gesteuert ist«.

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Claims (1)

1. zur Gleichstromversorgung seitens eines Gleichrichters mit einer Kühlfluidquelle, einer Wechselstromquelle sowie einem mit der Wechselstromquelle verbundenen Transformator, welcher eine dreiphasige Primärseite und eine dreiphasige Sekundärseite aufweist, gekennzeichnet durch mehrere gesteuerte Siliziumgleichrichter an der Sekundärseite , mehrere Wärmeausauschelemente (Wärmeableiteinrichtungen 37 > 3ö, 39), von denen einzelne neben einzelnen gesteuerten Siliziumgleichrichtern angeordnet sind, erste Elemente zur Herstellung einer Strömungsverbindung zwischen der Kühlfluidquelle und dem Wärmeaustauschelement, wobei das erste Strömungsverbindungselement auch dem negativen AusgangsanSchluß für den Transformator entspricht, und einen positiven Ausgangsanschluß für den Transformator (13) in Verbindung mit der Mehrzahl von gesteuerten Siliziumgleichrichtern, wobei der positive Ausgangsanschluß das zweite Strömungsverbindungselement darstellt, welches eine Strömungsverbindung für das Kühlfluid von den Wärmeaustauschelementen vreg schafft, und wobei das erste und zweite Strömungsverbindungselement aus dielektrischem Material in demjenigen Teil ausgeführt ist, welcher unmittelbar benachbart dem Wärmeaustauschelement ist..

   2ο Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Strcmungsverbindungselement (11, 17; 44) aus einer Hetallverrohrung besteht, die aus der Gruppe bestehend aus Kupfer und Aluminium ausgebildet ist, ausgenommen dielektrische Teile der Verrohrung, und daß die dielektrischen Teile (18, 29, 30, 34, 36) aus Nylon bestehen.

   3ο Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtdielektrischen Teile der ersten und zweiten Strömungsverbindungselemente (Rohre 11, 44) in Strömungsverbindung mit der Sekundärwicklung des Transformators (13) stehen.

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   4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Hehrzahl von Wärmeaustauschelementen einzelne Wärmeableiteinrichtungen (37» 38, 39) neben einer Seite* jedes gesteuerten Siliziumgleichrichters aus der Mehrzahl der gesteuerten Siliziumgleichrichter umfaßte

   5» Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sechs gesteuerte Siliziumgleichrichter in einer längsverlaufenden Gruppe von je drei Bauelementen angeordnet sind, wobei jeder gesteuerte Siliziumgleichrichter auch eine in Längsrichtung verlaufende Wärmeableiteini-ichtung neben jeder Gruppe von drei gesteuerten Silizumgleichrichtern gegenüber den einzelnen Wärmeableiteinrichtungen umfaßt, und daß auch ein dielektrisches Stromungsverbindungselement mit jeder der in Längsrichtung verlaufenden Wärmeableiteinrichtungen sowie dem ersten und zweiten Stromungsverbindungselement verbunden sind, um einen Kühlfluidstrom durch die in Längsrichtung verlaufenden Wärmeableiteinrichtungen zu erzeugen»

   6ο Anordnung nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeableiteinrichtungen einen Einlaßkanal aufweisen, welcher in einen wesentlichen Teil eines Endes einer Einrichtung verläuft, daß ein Auslaßkanal in enen wesentlichen Teil des Endes der Wärmeableiteinrichtung gegenüber dem Einlaßkanal verläuft und daß mehrere im Abstand befindliche Verteilungskanäle von dem Einlaßkanal zu dem Auslaßkanal sowie senkrecht hierzu verlaufen* vrobei der Querschnitt der Verteilungskanäle wesentlich kleiner als die Einlaß- und Auslaßkanäle ist.

   7ο Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Klemmelemente (insbesondere Justierschraube 58) neben jedem gesteuerten Siliziumgleichrichter, um diesen Teil der benachbarten, in Längsrichtung verlaufenden Wärmeableiteinrichtung unter gleichem Druck zu halten, wobei die benachbarte Wärmeableiteinrichtung (35ν 38) an diametral gegenüberliegenden Seiten des gesteuerten Siliziumgloichrichters angeordnet ist, um eine Sandwichanordnung zu bilden„

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   8„ Anordnung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement aus Lagerplatten (56, 57) besteht, die zwischen dem gesteuerten Siliziumgleichrichter und den benachbarten Wärmeableiteinrichtungen (35 ₅ 38) angeordnet sind, daß Federplatten (50, 51) neben jeder der Wärmeableiteinrichtungen angeordnet sind., und zwar an der den Lagerplatten gegenüberliegenden Seite derselben, daß eine Schraubenlagerplatte in Anlage gegen eine der Federplatten vorgesehen ist, daß die Lagerplatten, die Federplatten sowie die Schraubenlagerplatte über zumindest zwei gegenüberliegende Kanten der Sandwichanordnung verlaufen und darin vorgesehene Bohrungen aufweisen, daß Verbindungsstangen (52, 53) durch die Bohrungen verlaufen, um die Platten sowie die Sanwichanordnung zusammenzuhalten und daß eine Justierschraube (58) durch eine der Federplatten (50) verläuft und gegen die Schraubenlagerplatte anliegt, um die Platten der Sandwichanordnung an jeder Seite des gesteuerten Siliziumgleichrichters mit gleichem Druck zusammenzudrücken«,

   Für Firma M & T Chemicals Inc„:

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