DE2359578A1

DE2359578A1 - Anordnung fuer eine rotierende thyristorerregung

Info

Publication number: DE2359578A1
Application number: DE2359578A
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl Ing Dressel; Otto Meusel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-11-29
Filing date: 1973-11-29
Publication date: 1975-06-19
Also published as: FR2253301B1; JPS5085812A; SE7414774L; FR2253301A1; CH580354A5; GB1450829A; DE2359578C3; SE397242B; DE2359578B2; US3965379A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, den} 8 NOV. '(973 Berlin und München · Werner-von-Siemens-Str. 50

Unser Zeichen: VPA 73/8333 Gu/Or

Anordnung für eine rotierende Thyristorerregung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine rotierende Thyristorerregung (RT-E'rregung) 'bei Turbogeneratoren, bei der ". wenigstens ein Stromrichterrad vorgesehen ist, /auf dessen rotierender Trägers-cheibe die Halbleiterbausteine mit Kühlkörpern und Schutzbeschaltung und die elektronischen Ansteuereinheiten angeordnet sind. ."/.""

Bei großen Turbogeneratoren führt der stark steigende Bedarf an Erregerleistung zur bürstenlosen Erregung mit rotierenden Gleichrichtern (ETZ-A, 1966, Heft 1, Seite T- 8). Anstelle der hier beschriebenen rotierenden Gleichrichtererregung mit Hilfe von Dioden kommen für eine besonders schnelle Spannungsregelung Thyristoren zum Einsatz. Die Thyristoren und die zugehörigen Ansteuereinheiten müssen auf der Trägerscheibe des Stromrichterrades so angeordnet werden, daß eine sehr hohe Dauerbelastbarkeit aufgrund der Fliehkräfte gegeben ist. ".-".

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine für derartig höhe Dauerbelastungen geeignete Ausbildung von Stromrichterrädern vorzuschlagen. \ ^: : ■

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelost, daß die Trägerscheibe des Stromrichterrads als mit der Welle drehfest . verbundene Nabe mit sich beidseitig axial erstreckenden hohlzylindrischen Ansätzen ausgebildet ist., wobei jeweils/ am; ■· Innendurchmesser des einen Ansatzes die Halbleiter-Bausteine mit ihren Kühlkörpern und ihrer Schutzbeschaltung und am Innendurchmesser des anderen Ansatzes die zugehörigen" elektronische'n

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Steuereinheiten gegen die Trägerscheibe isoliert angeordnet sind.

Die erfindungsgemaüe Ausbildung des Stromrichterrades ermöglicht eine kompakte Bauweise. Die unmittelbare Abstützung der Halbleiter-Bausteine, die die Thyristoren enthalten, mit den Kühlkörpern und der Schutzbeschaltung, sowie der elektronischen Ansteuereinheiten am Innendurchmesser der axialen Ansätze der Trägerscheibe entlastet die Befestigungselemente. Die Anordnung aller genannten Bauelemente auf der Trägerscheibe eines Stromrichterrades ermöglicht eine einfache und störsichere Verdrahtung .

Wenn für ein Stromrichterrad eine kontakt- und berührungslose Signalübertragungseihrichtung zur Übertragung der Zündlmpulse auf das Stromrichterrad und zur Übertragung von Überwachungssignal en vom Stromrichterrad vorgesehen ist, so sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß am Außenmantel der Trägerscheibe der rotierende Teil dieser kontakt- und berahrungslosen Signalübertragungseinrichtung angebracht ist, deren feststehender Teil im Maschinengehäuse befestigt ist.

Bei dieser Ausführung wird anstelle eines eigenen Ubertragerrades, dessen elektrische Verbindung mit dem Stromrichterrad aufwendig ist, die Signalübertragungseinrichtung an der Trägerscheibe des Stromrichterrades angebracht.. Hierdurch wird Bau-, raum eingespart und die Verdrahtung vereinfacht.

.Als kontakt- und berührungslose Signalübertragungseinrichtung können induktive, kapazitive, optische oder magnetfeldempfindliche Übertragungseinrichtungen vorgesehen sein.

Bei einer induktiven Signalübertragungseinrichtung mit zwei koaxial im Abstand zueinander angeordneten Flächenspulen sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die innere Flächen-

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apule .am Außenmantel der Trägerscheibe und die äußere Flächenspule hierzu koaxial im Maschinengehäuse angeordnet ist. Hier-' tei wird vorteilhaft ein am Außenmantel der Trägerscheibe "befestigter hohlzylindriücher Spulenträger verwendet, dessen Innendurchmesser Nuten zur Aufnahme der Flächenspulen aufweist. Die Einwirkungen der Fliehkräfte auf.die Flächenspulen können dadurch besser beherrscht werden, als wenn diese am Außenmantel eines Hohlkörpers befestigt, beispielsweise aufgeklebt wären.

Eine hinsichtlieh der Verdrahtung und des benötigten Bauraumes besonders vorteilhafte 'Weiterbildung der Erfindung sieht zur Stromversorgung der elektronischen Bauelemente eine zusätzliche · Hilfserregermaschine vor, deren Stator mit den Außenpolen im Kaschinengehäuse und deren.Wicklungen am Außenmantel der Trägerscheibe eines Stromrichterrades angeordnet sind. Die zusätzliche Drehstrom-Hilfserregermaschine zur Stromversorgung der elektronischen Bauelemente kann -jedoch auch im Wellenverband zwischen der Drehstrom-Haupterregermaschine und einer Drehstrom-Hilfserregermaschine mit Permanent-Innenpol für die Erregung der Haupterregermaschine und die Spannungsregelung angeordnet sein.

Ein Auaführungsbeispiel der Erfindung und ihre in den Uhteran-Sprüchen gekennzeichneten Ausgestaltungen sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben:

Bei der dargestellten Anordnung für die rotierende Thyristorerregung bei Turbogeneratoren ist für das positive Potential des Erregerstromes das Plusrad T und für das negative Potential des Erregerstromes das Minusrad 2 vorgesehen. Jedes dieser Stromrichterräder besteht aus einer mit der Welle 3 drehfest verbundenen Trägerscheibe 1a bzw. 2a, .die gegen die Welle isoliert und jeweils als Habe mit sich beidseitig axial erstreckenden hohlzylindritichen Ansätzen Ib, 1c bzw. 2b, 2c ausgebildet sind. Am Innendurchmesser der Ansätze 1b bzw. 2b sind jeweils die Halbleiter-Bausteine 4 mit ihren Kühlkörpern und ihrer Schutzbeschaltung

befestigt,

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während am Innendurchmesser der axialen Ansätze 1c bzw. 2c die zugehörigen elektronischen Steuereinheiten 6 gegen die Trägerscheibe isoliert angeordnet sind.

Arn Außenmantel der Trägerscheiben ist jeweils der rotierende Teil 7 einer induktiven Signalübertragungseinrichtung befestigt, deren feststehender Teil 8 im Maschinengehäuse 9 sitzt. Der rotierende Teil 7 der induktiven Signalübertragungseinrichtung besteht aus einem auf dem Außenmantel der Trägerscheibe befestigten hohlzylindrisehen Spulenträger 7a, dessen Innendurchmesser Nuten zur Aufnahme der Flächenspulen 7b aufweist. Die kontakt- und berührungslose Signalübertragungseinrichtung auf dem Plusrad 1 dient beispielsweise zur Übertragung der Zündimpulse für die Thyristoren vom ruhenden auf den rotierenden Teil, während die Gignalübertragungseinrichtung auf dem Minusrad 2 zur übertragung von überwachungssignalen vom rotierenden auf den ruhenden Teil ausgebildet sein kann.

Zur Stromversorgung der elektronischen Bauelemente auf den Stromrichterrädern ist z.B. eine zusätzliche Hilfserregermaschine vorgesehen, deren Stator 10 mit den Außenpolen 11 im Maschinengehäuse 9 befestigt ist und deren Wicklungen 12 am Außenmantel der Trägerscheiben der Stromrichterräder angeordnet sind. Hierdurch wird eine äußerst kompakte Bauform geschaffen und der Verdrahtungsaufwand verringert. Andererseits kann diese zusätzliche Hilfserregermaschine auch im Wellenverband zwischen der Drehstrom-Haupterregermaschine und einer Drehstrom-Hilfserregermaschine mit Permanent-Innenpol für die Erregung der Haupter.-regermaschine und die Spannungsregelung angeordnet sein.

8 Patentansprüche
1 Zeichnung

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Claims

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Patentansprüche r :_:

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M.!Anordnung für eine rotierende Thyristorerregung bei Turbogeneratoren, bei der wenigstens ein S'tromrichterrad vorgesehen ist, auf dessen rotierender Trägerseheibe die Halbleiter-Bausteine mit Kühlkörper und Schutzbeschältung und die elektronischen 'Ansteuereinheiten angeordnet sind * dadurch gekennzeichnet, daij die Trägerscheibe ('Ia) des Stromrichterrades (1) als mit der Welle" (3;) drehfest verbundene Nabe mit sich beidseitigaxial erstreckenden hohlzylindrischen Ansätzen (Tb, 1c) ausgebildet ist, wobei jeweils am Innendurchmesser des einen Ansatzes (1b) die Halbleiter-Bausteine (4) mit ihren Kühlkörpern und ihrer Schutzbeschältung (5) und am . Innendurchmesser des anderen Ansatzes (1 c) die .zugehörigen elektronischen Ansteuereinheiten (6) gegen die Trägerscheibe isoliert angeordnet sind. ; :
2. Anordnung nach Anspruch· 1, dadurch gekehnzeichnet» daß für .-das positive Potential des Erregerstromes ein Plusrad (1) ..- und für das negative_: Potential-des Brregerstromes ein ■ Minusrad (2) vorgesehen ist. / = · :
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenmantel der Trägerscheibe,der rotierende Teil einer kontakt- Und berührungslos en 8ignalüber-{_;rag_Ung_sei_nrj__c]_a-tung angebracht ist, deren feststehender Teil im Maschinengehäuse befestigt ist.: . : ; / -
4. Anordnung nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß eine induktive Signalübertragungseinrichtung mit zwei koaxial : im Abstand zueinander angeordneten Flächenspulen vorgesehen ist, wobei:die innere Flächenspule am Außenmantel der Trägerscheibe und die äußere -Flächenspule hierzu koaxial im Ma-' ; schinengehäuse angeordnet ist. .-■ _r '

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5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen auf dem Außenmantel der Trägeracheibe (1a) befestigten hohlzylindrischen Spulenträger (7a), dessen Innendurchmesser Nuten zur Aufnahme der Flächenapulen (7b) aufweist.
6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungseinrichtung zur Übertragung von Überwachungssignal en auch bei Generatoren mit rotierender G-leichrichtererregung (RG--Erregung) einsetzbar ist*
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromversorgung der elektronischen Bauelemente eine zusätzliche Hilfserregermaschine vorgesehen ist, deren Stator (10) mit den Auüehpolen (11 ) im Maschinengehäuse (9) und deren Wicklungen (12) am Außenmantel der Trägerscheibe (la), wenigstens eines Stromrichterrades angeordnet sind.
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromversorgung der elektronischen Bauelemente eine zusätzliche Drehstrom-Hilfserregermaschine im Wellenverband zwischen der Drehstrom-Haupterregermaschine und einer Drehstrom-Hilfserregermaschine mit Permanent-Innenpol für die Erregung der Haupterregermaschine und. die Spannungsregelung angeordnet ist.

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