DE2804348C2 - Rotierende Gleichrichteranordnung für die Erregung einer Synchronmaschine - Google Patents

Description

— daß der isolierkörper an dem ersten Kühlkörper befestigt ist,

— daß das Fedeirelement (7) zwischen der der Maschinenwelle! zugewandten Randfläche (42) des zweiten Kühlkörpers (4) und dem Isolierkörper (5) angeordnet ist,

— daß die Rippen (41) des zweiten Kühlkörpers (4) an seiner der Maschinenwelle zugewandten Partie angeordnet sind, und

— c'aß die Stromiableitung als litze (9) ausgebildet ist

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federefement (7) rahmenförmig ausgebildet ist und mindestens zwei, an die Fläche (42) des rechteckig ausgebildeten Isolierkörpers (5) anliegende federnde Abschnitte aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (5) und der zweite Kühlkörper (4) ring- bzw. kreisringförmig ausgebildet sind und zwischen beiden eine Tellerfeder angeordnet ist

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (S) rahmenartig im Schnitt U-förmig ausgebildet ist, wobei seine kurzen Schenkel das rahmenartige Federelement (7) einschließen.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Maschinenwelle zugewandten Fläche des Isolierkörpers (5) ein Rahmen (6) aufliegt

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (5) über Dichtelemente (10) am ersten Kühlkörper (2) angepreßt ist.

Die Erfindung beüieht sich auf eine rotierende Gleichrichteranordnung für die Erregung einer Synchronmaschine mit einer Wechselstromerregermaschine, deren Anker mit der Welle der Synchronmaschine gekuppelt ist, mit mindestens einem Trägerrad, an dessen Radkranz auf der Innenfläche mit Rippen versehene Kühlkörper angeordnet sind, an welchen jeweils die eine Fläche von scheibenförmigen Halbleiterelementen anliegt, in welchen der im Anker erzeugte Wechselstrom gleichgerichtet wird, und an deren zweiten Fläche jeweils ein zweiter Kühlkörper anliegt, welcher über Isolierkörper und Federelemente gehaltert ist, wobei an dem zweiten Kühlkörper an der der Maschinenwelle zugewandten Seite eine Stroinableitung angeordnet ist Eine solche Anordnung ist aus der DE-OS 23 (K 935 bekannt

Die Erregung der Synchronmaschinen neuerer Bauart großer Leistung wird zur Vermeidung von Schleifringen und Bürsten durch Wechselstromerregermaschinen mit rotierender Ankerwicklung gespeist wobei der im Anker der Erregermaschine erzeugte Drehstrom im mitrotierenden Gleichrichterdioden gleichgerichtet und dem Induktor der Synchronmaschine zugeführt wird. Die Gleichrichterdioden sind bei diesen bekannten Konstruktionen auf an der Innenseite zweier auf der Maschinenwelle angeordneten Trägerrädern befestigten Kühlkörpern vorgesehen.

Bei dieser bekannten Anordnung wird die eine, dem Kühlkörper zugewandte Elektrode (z. E. die Kathode) gut gekühlt während an der dem Kühlkörper abgev/andten zweiten Elektrode nur eine vergleichsweise geringe Wärmemenge abfließen kann. Damit ist die Belastbarkeit des Halbleiterelementes beschränkt und kann nicht die gleichen Werte erreichen, wie bei stationären Anlagen, bei denen eine beidseitige direkte Kühlung leicht realisierbar ist

Die DE-OS 23 04 935 zeigt eine Anordnung mit zwei Kühlkörpern. Der zweite Kühlkörper ist über eine Federplatte und vier Stützen an einem leitenden Sockelkörper befestigt, an dem auch der erste Kühlkörper gelagert ist Der zweite Kühlkörper hat die gleiche Größe wie der erste. Da der zweite Kühlkörper sich direkt auf der Scheibenzelle abstützt erhält diese unter der Wirkung der auf den zweiten Kühlkörper wirkenden Zentrifugalkraft einen sehr großen Druck, was zu Beschädigungen führen kann.

Der Strom zu dem zweiten Kühlkörper und zu der mit diesem Kühlkörper verbundenen Gleichrichterscheibe wird über flexible Bänder zugeführt die ungefähr in axialer Richtung verlaufen. Auch die auf diese Stromzuführungsbänder wirkende Zentrifugalkraft erzeugt eine nach der Seite wirkende Kraftkomponente, die den Kühlkörper nach dieser Seite hin zu kippen versucht. Es ist daher notwendig, die Flächen von Kühlkörper und Scheibenzelle völlig planparailel zu bearbeiten, um die Wirkung des Abkippens, die zu einer Verschlechterung der Kontaktgabe führen könnte zu vermeiden.
Aus der Zeitschrift »BROWN BOVERI Mitteillungen«, September 1967, Seiten 539 bis 553 ist insbesondere aus den Bildern 5, 6 und 10 die Verwendung eines Kabels als Stromleitung für Dioden bekannt Bei dieser bekannten Ausführung wird nach Aufsetzen einer metallischen Abstützkappe auf ein zusätzliches keramisches Abstütsrohr das Kabel eingesetzt, und dann werden diese drei Teile miteinander verpreßt

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu finden, die bei gleicher Leistung der Gleichrichteranordnung die auf die Gleichrichterzelle wirkenden Zentrifugalkräfte so stark vermindert, daß Beschädigungen vermieden werden. Gleichzeitig soll die Art der Stromführung so verbessert werden, daß durch die auf die Stromzuführungskabel wirkenden Kräfte keine Kippkräfte od. dergl. erzeugt werden.

Als Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Isolierkörper an dem ersten Kühlkörper befestigt ist, daß das Federelement zwischen der der Maschinenwelle zugewandten Randfläche

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des zweiten Kühlkörpers und dem Isolierkörper ange- auf. Zur Zuführung des elektrischen Stromes ist eine am ordnet ist, daß die Rippen des zweiten Kühlkörpers εη weiteren Kühlkörper 4 angeordnete Litze 9 vorgesehen, seiner der Maschinenwelle zugewandten Partie ange- welche in radialer Richtung aus dem Kühlkörper 4 herordnet sind, und daß die Stromableitung Us Litze ausge- ausragf.

bildet ist 5 Bei der Anordnung nach den F i g. 2 and 3 liegt auf

Bei einer derartigen Ausführung der Erfindung müs- der ebenen Fläche 42 ein rahmenförmiges Federelesen die Befestigungselemente, also Isolierkörper und ment 7 und auf diesem ein rechteckiger Isolierkörper 53 Federelement, nur für die Fixierung der Lage und der auf, dessen Seitenteile im Längsschnitt U-förmig gestal-Zentrierung des scheibenförmigen Halbleitereleroentes tet sind, womit sich ein kastenartiges Gebilde mit einem gegenüber den beiden Kühlkörpern dimensioniert sein. io rechteckigen Ausschnitt ergibt, aus welchem der Kühl-Der erforderliche Kontaktdruck zwischen den Flächen körper 4 herausragt Der Isolierkörper 53 ist an seinen des Halbleiterelementes und den an diesem anliegenden Ecken mit Ausnehmungen 51 versehen, in welchen in Flächen der beiden Kühlkörper wird durch die bei der den ersten Kühlkörper 2 eingedrehte Befestigungs-Rotation auftretenden Zentrifugalkräfte ausgeübt schrauben 8 verlaufen. Im Ausführungsbeispiel nach In zweckmäßiger Weise ist vorgesehen, daß das Fe- 15 Fig. 2 und 3 sind diese als Bohrungen dargestellt, diese derelement rahmenförmig ausgebildet ist und minde- können jedoch auch als offene Aussparungen ausgebilstens zwei federnde, an die Fläche des rechteckig ausge- det sein, in welchen die Befestigungsschrauben 8 verlaubildeten Isolierkörpers anliegende federnde Abschnitte fen. Die Befestigungsschrauben 8 greifen in entspreaufweist Bei einer rechteckigen, insbesondere quadrati- chende Gewindelöcher ein, welche im Kühlkörper 2 einschen Ausführung des Kühlkörpers läßt sich die wirksa- 20 geschnitten sind. Der erwähnte Isolierkörper 53 besteht me Kühlfläche gegenüber einer kreisförmigen Ausfüh- entweder aus einem druckfesten Keramikmaterial oder rung derselben vergrößern. aus einem temperaturbeständigen glasfaserverstärkten

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Kunststoff.

Isolierkörper rahmenartig im Schnitt U-förmig ausge- Bei einer in der F i g. 4 dargestellten Ausführungsvari-

bildet ist wobei seine kurzen Schenkel das rahmenför- 25 ante weist der Isolierkörper 5.4 an den Ecken keine mige Federelement einschließen. Ausnehmungen auf. Er wird durch ein rahmenförmiges

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist Bauelement 6, welches an seinen Ecken mit Ausnehvorgesehen, daß auf der der Maschinenwelle zugewand- mungen versehen ist, mittels Befestigungsschrauben 8, ten Fläche des Isolierkörpers ein Rahmen aufliegt in welche in entsprechenden Gewindelöchern des Kühlwelchen die in den ersten Kühlkörper eingedrehten Be- 30 körpers 2 eingedreht sind, über das Federelement 7 gefestigungsschrauben eingesteckt sind. gen den Kühlkörper 4 angepreßt Der Isolierkörper 5.4

Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß liegt dabei über Dichtelemente 10 an der der Maschider Isolierkörper über Dichtelemente am ersten Kühl- nenwelle zugewandten Fläche des Kahlkörpers 2 an.
körper angepreßt ist. Auf diese Weise kann der die Bei der in F ig. 5 dargestellten weiteren Ausführungs-

Halbleiterelemente aufnehmende Raum vor dem Ein- 35 Variante der erfindungsgemäßen Anordnung nach dringen von Staub und Schmutz geschützt werden. F i g. 2 und 4 ist im Gegensatz zu der Ausführungsform

Bei Maschinen mit weniger großen Leistungen kann nach Fig.4 der Isolierkörper 53 in radialer Richtung der Isolierkörper und der zweite Kühlkörper ring- bzw. kürzer ausgebildet so daß dieser nicht an dem Kühikörkreisförmig ausgebildet sein und zwischen beiden eine per 2 anliegt Dadurch wird vermieden, daß dieser einer Tellerfeder angeordnet sein. 40 Biegungsbeanspruchung ausgesetzt ist

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgen-

den beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt Es Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Anordnung nach der
Erfindung, 45

F i g. 2 einen Ausschnitt aus der F i g. 1,
F i g. 3 eine Ansicht auf die Anordnung nach F i g. 2
von der Maschinenwelle her gesehen,

Fig.4 eine Ausführungsvariante zur Anordnung
nach F i g. 2, 50

Fig.5 eine Ausführungsvariante zur Anordnung
nach F i g. 4.

In den Zeichnungen ist jeweils mit 1 das im Längsschnitt L-förmig bzw. T-förmig gestaltete Trägerrad bezeichnet. Die Maschinenwelle und der Anker der Wech- 55
selstromerregermaschine sind nicht dargestellt

Mit 2 ist ein an der Innenfläche des Trägerrades 1
angeordneter erster Kühlkörper und mit 3 das scheibenförmige Halbleiterelement bezeichnet Es liegt mit seiner einen Elektrodenfläche 31 (z. B. der Kathode) an 60
einer ebenen, der Maschinenwelle zugewandten Fläche
des Kühlkörpers 2 an. Die zweite Elektrodenfläche 32
(z. B. die Anode) liegt an einer ebenfalls ebenen Fläche
42 des zweiten Kühlkörpers 4 an. Dieser Kühlkörper ist
rechteckig ausgebildet und weist in seiner der Maschi- 65
nenwelle zugewandten Partie Rippen 41 auf. Weiter
weist der zweite Kühlkörper 4 an seiner äußeren Partie
eine der Maschinenwelle zugewandte ebene Fläche 42

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Rotierende Gleichrichteranordnung für die Erregung einer Synchronmaschine mit einer Wechselstromerregermaischine, deren Anker mit der Welle der Synchronmaschine gekuppelt ist, mit mindestens einem Trägerrad, an dessen Radkranz auf der Innenfläche mit Rippen versehene Kühlkörper angeordnet sind, an welchen jeweils die eine Fläche von scheibenförmigen Halbleiterelementen anliegt, in welchen der im Anker erzeugte Wechselstrom gleichgerichtet ward, und an deren zweiten Fläche jeweils ein zweiter Kühlkörper anliegt, welcher über Isolierkörper und Federelemente gehaltert ist, wobei an dem zweiten Kühlkörper an der der Maschinenwellfc zugewandten Seit? eine Stromableitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,