DE3010294A1

DE3010294A1 - Stromrichter

Info

Publication number: DE3010294A1
Application number: DE19803010294
Authority: DE
Inventors: Karl Erik Olsson
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1980-03-18
Publication date: 1980-10-09
Also published as: DE3010294C2; JPS55131276A; SE445003B; US4318169A; FR2452853A1; GB2050082A; ATA156880A; SE7902706L; SU1405711A3; JPS6052667B2; AT374632B; CH656265A5; GB2050082B; FR2452853B1; CA1113597A; IN153807B

Description

Stromrichter

Die Erfindung betrifft einen Stromrichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist bekannt, bei Stromrichtern für hohe Spannungen die Ventilketten als auf einer Unterlage stehende vertikale Säulen auszubilden, wobei die zu einer Ventilkette gehörenden Ventile übereinander angeordnet sind und aufeinanderstehen. Mit Ventil ist hier eine Baueinheit gemeint, die gewöhnlich eine Anzahl von in Reihe geschalteten Thyristoren oder Dioden enthält und die elektrisch als. Einheit arbeitet und beispielsweise einen Zweig einer Stromrichterbrücke bildet. Eine Ventilkette kann beispielsweise aus mehreren zwischen den Gleichstromanschlüssen eines Stromrichters in Reihe liegenden Ventilen bestehen. Inbesondere bei hohen Spannungen und bei Stromrichtern mit zwei oder mehreren gleichstrommäßig in Reihe geschalteten Brücken wird Jede Ventilkette sehr hoch (lang).

Jedes Ventil muß zwischen seinen beiden Enden vertikale Stützisolatoren haben, welche die erforderliche elektrische Isolation

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NACHQEREICHT

zwischen den Enden des Ventils bewirken und die Kräfte von darüberliegenden Ventilen aufnehmen. Bei hohen Ventilketten werden diese Kräfte groß, so daß die Stützisolatoren kräftig dimensioniert sein müssen und folglich teuer und platzraubend sind.

In gewissen Fällen, beispielsweise dann, wenn die Ventilkette so bemessen werden muß, daß sie Erdbebenkräften standhält, oder wenn der Stromrichter auf einer beweglichen Unterlage aufgestellt wird, z.B. auf einem Schiff oder einer schwimmenden Bohrinsel, werden die auf die Stützisolatoren wirkenden Kräfte so groß, daß es schwierig oder sogar unmöglich ist, mit der bisherigen Technik Ventilketten ausreichender Festigkeit herzustellen.

Die in der vorstehend geschilderten bekannten Weise aufgebauten Ventilketten haben häufig mechanische Eigenschwingungsfrequenzen, welche in den Bereich der Frequenzen fallen, mit denen sich die Unterlage, beispielsweise bet einem Erdbeben,bewegen. Dies führt dann zu Resonanzschwingungen, durch welche die mechanischen Beanspruchungen der Ventilkette erheblich vergrößert werden.

Außer bei Bewegungen der Unterlage kann eine Ventilkette starken mechanischen Beanspruchungen beispielsweise bei Kontrollen oder Wartungen ausgesetzt sein.

•■•fr

Außer den zu den einzelnen Ventilen gehörenden Stützisolatoren befinden sich häufig am unteren Ende einer Ventilkette Stützisolatoren, auf denen die ganze Kette ruht und die eine elektrische Isolation zwischen dem unteren Ende der Kette und Erde bilden.

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NACH(SERElCHT

Diese Isolatoren werden sehr großen Kräften ausgesetzt, was die vorstehend genannten Probleme weiter verschärft.

Eine Ventilkette der oben beschriebenen bekannten Art ist meistens aus einer Anzahl aufeinander angebrachter Sektionen aufgebaut, wobei jede Sektion an ihrem oberen und unteren Ende mit einem Metallrahmen versehen ist, zwischen welchen Stützisolatoren angebracht sind. Diese Rahmen stellen eine Komplikation und Verteuerung der Ventilkette dar. Ferner bewirken diese Rahmen, daß die Kette aus elektrischen Pestigkeitsgründen höher gemacht werden muß,als wenn die Rahmen nicht vorhanden währen, was im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und die Festigkeit erhebliche Nachteile mit sich bringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stromrichter zu entwickeln, bei dem die Ventilketten auf einfachere Weise ausgebildet sind als bisher und ±M Stande sind, Kräften zu widerstehen, wie sj,e* durch eventuelle stärkere Bewegungen der Unterlage verursacht werden. Zugleich soll die Höhe der Ventilketten im Vergleich zu den bekannten Ausführungen verringert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Stromrichter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

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NACHGEREICHT

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1a und 1b ein Ausführungsbeispiel eines Stromrichters nach der Erfindung,

Fig. 2 die elektrische Schaltung des Stromrichters gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines zu dem Stromrichter gehörenden Ventils,

Fig. 4a und 4b eine Ventilkette für einen Stromrichter nach der Erfindung mit Anordnungen zur Dämpfung von Schwingungsbewegungen,

Fig. 5 die Ausbildung der elektrischen Anschlüsse zwischen den Ventilketten zur Erreichung einer starren Verbindung zwischen den Ventilketten,

Fig. 6 eine mögliche Ausbildung der elektrischen Anschlüsse jals Dämpfungsglieder für Schwingungen,

Fig. 7a und 7b eine andere Ausführungsform eines Stromrichters gemäß der Erfindung in zwei um 90° zueinander versetzten seitlichen Ansichten,

Fig. 8a bis 8c eine detailliertere Darstellung der Aufhängevorrichtung des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 7a und 7b,

Fig. 9a und 9b den Aufbau der Ventilketten bei einem Stromrichter nach Fig. 7a und 7b.

Die Figuren 1a und 1b zeigen einen Stromrichter gemäß der Erfindung, gesehen von zwei Seiten, die senkrecht zueinander stehen.

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Der Stromrichter hat sechs Ventile V1 bis V6. Je zwei Ventile bilden eine der drei Ventilketten V1 - V4, V3 - V6 und V5 - V2 des Stromrichters. Jede Ventilkette bildet eine vertikale Säule, wobei die Ventile der Kette übereinander angeordnet sind. Jede ganze Kette hängt an einem Hängeisolator 6-8 mittels einer am oberen Ende der Kette angeordneten Hängeöse oder dergleichen. Das untere Ventil jeder Kette hängt an dem oberen Ventil. Die Ventile werden daher nur auf Zug beansprucht, was, wie nachstehend noch beschrieben wird, eine einfache und vorteilhafte Ausführung der Ventile ermöglicht.

Die Ventilketten hängen in einem Gestell, das aus vier Beinen 2, 2', 3 und 3', deren oberen Enden durch Joche 4 und 5 verbunden sind, sowie aus einem beispielsweise als Rohr ausgebildeten horizontalen Träger 1 besteht, an dem die oberen Enden der Hängeisolatoren 6 bis 8 befestigt sind.

Die oberen Enden der Ventilketten sind mit elektrischen Anschlußstellen 9'f 9", 10^{, 10" versehen, die mit Hilfe der Leiterseile 9 und 10 miteinander verbunden sind. Die unteren Enden haben entsprechende mittels der Leiterseile 13 und 14 verbundene Anschlußstellen 13'¹, 13", 14«, 14«. Das obere Ende des Ventils V5 hat eine Anschlußstelle 15·, an dem ein Leiterseil 15 befestigt ist. Diese Anschlußstelle 15* bildet den einen Gleichstromausgang des Stromrichters. In entsprechender Weise hat das untere Ende des Ventils V2 eine Anschlußstelle 16', an der ein Leiterseil 16 angeschlossen ist. Diese Stelle bildet den anderen Gleichstromausgang des Stromrichters.

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Der gesamte Stromrichter steht auf einer Unterlage A, bei der es sich um den Erdboden oder um ein besonderes Fundament handeln kann. Bei der Unterlage A kann es sich beispielsweise auch um ein Deck eines Schiffes oder einer Bohrinsel handeln.

Auf der Unterlage A steht der Stromrichtertransformator 21 neben dem Gestell. Der Transformator hat drei Phasenausgänge, die über Leiterseile mit den drei Wechselstromanschlüssen 17_t 18, 19 des Stromrichters verbunden sind. Den Transformatoranschluß 22, der über das Leiterseil 20 mit dem Anschluß 19 verbunden ist, zeigt Figur 1b.

Zur Dämpfung von Schwingungsbewegungen der Ventilketten sind Dämpfungsglieder 11 und 12, z.B. hydraulische Dämpfer, zwischen den unteren Enden der Ventilketten angebracht.

Figur 2 zeigt die elektrische Schaltung des Stromrichters nach Figur 1. Der Stromrichter besteht aus einer dreiphasigen Thyristorbrücke, bei der die Ventile V1 - V6 die sechs Zweige der Brücke bilden. Der Stromrichtertransformator 21 hat Anschlüsse R, S, T zum Anschluß an ein dreiphasiges Wechselspannungsnetz oder an eine andere Wechselspannungsquelle, und die Stromrichterseite des Transformators hat drei Anschlußglieder, welche die Verbindung zti' den Wechselstromanschlüssen 17 $ 18, 19 der Brücke herstellen. Der obere Gleichstromanschluß der Brücke wird über das Leiterseil 15 an eine Erdelektrode J angeschlossen, wodurch die oberen Enden der Ventilketten bei Betrieb eine nur niedrige

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Spannung gegenüber Erde annehmen. Deshalb brauchen die Hängeisolatoren 6, 7, 8 in Figur 1 nur für niedrige Spannung bemessen zu werden, und eventuell kann auf sie auch ganz verzichtet werden. Der untere Gleichstromanschluß der Brücke hat hohe Spannung gegenüber Erde und ist zum Anschluß über das Seil 16 an ein Gleichstromkabel oder eine Freileitung vorgesehen. Da die unteren Enden der Ketten frei hängen, benötigen sie keine für diese hohe Spannung bemessenen Isolatoren. Man braucht nur darauf zu achten, daß der Abstand zwischen den unteren Enden der Ketten und den umgebenden auf Erdpotential liegenden Gegenständen (Gestell 1-5, Unterlage A) groß genug ist.

Figur 3a zeigt den Aufbau der Ventilkette V1 - V4 von der Seite gesehen, und Figur 3b zeigt einen horizontalen Schnitt A-A durch das Ventil V1. Das Ventil V1 hat an seinem oberen Ende einen Rahmen oder eine Platte 30, der/die dieselben Abmessungen wie der Querschnitt des Ventils hat und mit einer Hängeöse 31 zum Aufhängen der Ventilkette versehen ist. Im Rahmen 30 sind acht vertikale Träger 32 - 39 mit ihren oberen Enden befestigt. Die Träger bestehen aus elektrisch isolierendem Material, z.B. Glasfaserlaminat, An ihren unteren Enden sind die Träger mit Befestigungsmitteln (z.B. 36* - 39') zur Befestigung entsprechender Träger 42 - 49 des Ventils V4, beispielsweise mit Hilfe von Bolzen, ausgebildet.

Zwischen den Trägern 34 und 36 sind ein oder mehrere Distanzstücke 50 und zwischen den Trägern 35 und 37 die DistanzstUcke 51 befestigt.

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Das Ventil V1 enthält zwölf Thyristormoduln M11 - M16 und M11¹ M16¹, von denen in der Figur nur einige gezeigt sind. Jeder Modul bildet eine mechanisch selbsttragende Einheit und enthält beispielsweise vier in Reihe geschaltete Thyristoren mit Hilfsausrüstung (Steuer- und Indizierglieder, Spannungsteilerelemente usw.). Je zwei Moduln (z.B. M16 und M16¹) sind auf gleicher Höhe im Ventil und auf gegenüberliegenden Seiten des Ventils angeordnet. (Fig. 3b). Die Moduln werden von der Seite zwischen und gegen die vertikalen Träger geschoben und z.B. mit Bolzen an diesen befestigt. Die Moduln werden also von den vertikalen Trägern 32 39 des Ventils getragen und versteifen gleichzeitig das ganze Ventil.

Wie aus Figur 3b hervorgeht, sind die beiden auf gleicher Höhe angeordneten Moduln M16 und M16¹ links über einen Stromleiter 52 verbunden. Der Modul M16' ist rechts durch den Leiter 53 mit dem unmittelbar unter dem Modul M16 liegenden Modul (in diesem Fall der Modul M41 .im Ventil V4) verbunden. Der Modul 16 ist rechts durch den Leiter 54 mit dem unmittelbar über dem Modul M16¹ liegenden Modul (dem nicht gezeigten Modul M15¹) verbunden. Der Strompfad durchläuft die Ventilkette also schraubenlinienähnlich vom untersten Modul M46¹ der Kette bis zu deren obersten Modul Mtl.

Das Ventil V4" ist im wesentlichen auf gleiche Weise aufgebaut wie das Ventil V1 mit acht vertikalen Trägern 42 - 49 aus beispielsweise Glasfaserlaminat, auf welchen die 12 Thyristormoduln M41 - M46, M41¹ - M46« stehen. Die oberen Enden der Träger

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sind mit Befestigungsmitteln (z.B. 48' und 49') ausgebildet, mit denen sie direkt an den entsprechenden Trägern des Ventils V1 befestigt werden können. Ein Rahmen, der dem Rahmen 30 des Ventils V1 entspricht, ist also nicht erforderlich.

Bei der vorstehend beschriebenen Ventilkette bildet Jede der beiden übereinander angeordneten Sektionen ein Ventil. Die Aufteilung der Kette in eine oder mehrere Sektionen kann natürlich auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise so, daß jede Sektion aus einem Teil eines Ventils oder aus mehr als einem Ventil besteht.

Jedes Ventil oder jede Sektion kann mit in den Figuren nicht gezeigten, für mehrere Moduln gemeinsamen Anordnungen für z.B. Hilfsleistung, Steuerung oder Meldefunktionen versehen verden.

Jede Ventilkette kann so aufgehängt werden, daß sie (mit kleiner Amplitude) im wesentlichen frei schwingen kann. Zweckmäßigerweise wird die Ventilkette jedoch mit Dämpfungsgliedern zur Dämpfung der Schwingungsbewegungen relativ zu anderen Ventilketten (wie in Figur 1) oder relativ zur Unterlage versehen. Zur Dämpfung relativ zur Unterlage können, wie Figur 4a zeigt, Dämpfer 61 und 62 beispielsweise hydraulischer Art angeordnet werden, um über Isolatorketten 63 unk 64 die Ventilkette V1 - V4 mit der Unterlage A, beispielsweise in der in der Figur gezeigten Weise, am unteren Ende der Kette" zu verbinden.

Figur 4b zeigt eine andere Möglichkeit zur Dämpfung von Schwingungen der Ventilketten. Die Kette ist hier an einem Joch 70 aufgehängt, das an dem als Rohr ausgebildeten Träger 1 befestigt ist.

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NACHQERElCHf j

Im Joch sind zwei federnde und bewegungsdämpfende Glieder 71 und 72 angeordnet, die pneumatisch und/oder hydraulisch arbeiten können und die eventuell mit mechanischen Federelementen kombiniert werden können. Die Ventilkette hängt über die in den Hängeösen 31' und 31" befestigten Hängeisolatoren 6¹ und 6" in den Stoßdämpfern 71 und 72.

Auf diese Weise erhält man einerseits eine Dämpfung der seitlichen Schwingungsbewegungen und andererseits eine Nachgiebigkeit gegenüber vertikalen Kräften und eine Dämpfung vertikaler Schwingungsbewegungen.

Die in Figur 4 gezeigten Anordnungen dämpfen nur Bewegungen in einer Ebene; sie können jedoch verdoppelt werden, so daß man eine Dämpfung jeder Schwingungsbewegung unabhängig von ihrer Richtung erhält.

V
t

Statt jede Ventilkette frei schwingen zu lassen, können die Ven-

tilketten, so wie es Figur 5 zeigt, miteinander verbunden werden, so daß sie zumindest für Schwingungen in der Zeichenebene sich als starre Einheit verhalten. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man die drei Venjbilketten, beispielsweise an ihren unteren Enden, mit Hilfe von Stangen 81 und 82 miteinander verbindet. Die Stangen können zugleich als elektrische Verbindungsleiter zwischen den Ventilketten (13* 14 in Figur 1) dienen. Alternativ können natürlich außer den Stangen 81, 82 besondere Anschlußleiter 13 und 14 vorgesehen sein (gestrichelte Linien in Figur 5)·

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j NAOHe^REJi

Die in Figur 1 gezeigten, zwischen den Ketten angebrachten Dämpfungsglieder 11 und 12 können gleichzeitig als elektrische Verbindungen zwischen den Ketten ausgebildet sein. Figur 6 zeigt, wie die Ketten über Metallstangen 91, 92 und ein Dämpfungsglied 93 miteinander verbunden sind. Die Metallstangen und eventuell das Dämpfungsglied bilden die elektrische Verbindung zwischen den Ketten. Falls der elektrische Strompfad im Dämpfungsglied durch eine Schicht nichtleitenden Materials unterbrochen sein sollte, kann das Dämpfungsglied mit Hilfe eines elektrisch leitenden Seiles 94 umgangen werden.

Wie aus der Beschreibung der Erfindung hervorgeht, werden die Ventile in einer Ventilkette im wesentlichen nur auf Zug beansprucht. Diese Zugbeanspruchungen können in einfacher Weise beispielsweise von den oben beschriebenen durchgehenden vertikalen Trägern aus Glasfaserlaminat oder dergleichen aufgenommen werden, die gegenüber Biegung, Torsion und anderen Verformungen verhältnismäßig unempfindlich sind. Die hängende Ventilkette bildet also eine starke und in gewissem Maße flexible Einheit, was der Kette eine sehr große Widerstandskraft gegenüber den durch Bewegungen des Aufhängepunktes der Kette oder der Unterlage des Stromrichters verursachten" Kräften gibt.

Die schwingungsdämpfenden und federnden Glieder zum Aufhängen der Ventilketten bewirken eine sehr starke Reduktion der auf die Ketten wirkenden mechanischen Beanspruchungen. Indem man diese Glieder mit einem ausreichend großen Federweg und zweckmäßiger Dämpfung ausführt, können nämlich die Bewegungen einer Ventilkette

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bei Bewegungen der Unterlage erheblich verringert werden. Die dämpfenden und federnden Glieder bilden daher einen bedeutenden Teil der Erfindung und bewirken eine erhebliche Vergrößerung der Vorteile, die durch die Erfindung erreicht werden.

Die bei bekannten Ventilketten verwendeten zerbrechlichen, schweren, platzraubenden und teuren Stützisolatoren entfallen bei einem Stromrichter nach der Erfindung völlig. Außer der stark zunehmenden mechanischen Widerstandskraft der Ventilkette erzielt man daher einen wesentlichen wirtschaftlichen Vorteil gegenüber bekannten Ventilketten.

Bei bekannten Ventilketten ist es meistens erforderlich, daß jedes Ventil einen unteren Rahmen und hierauf plazierte Stützisolatoren enthält, welche einen oberen Rahmen tragen. Zwischen dem oberen und dem unteren Rahmen sind Tragorgane für die Gleichrichterelemente angeordnet. &edes Ventil steht mit seinem unteren Rahmen auf dem oberen Rahmen des darunterliegenden Ventils. Alternativ können die einander zugewandten Rahmen zweier benachbarter Ventile durch einen gemeinsamen Rahmen ersetzt werden.

Bei einem Stromrichter nach der Erfindung sind diese Rahmen fast vollständig entbehrlich. Nur am oberen Ende des obersten Ventile in jeder Ven-tilkette kann eine Rahmenkonstruktion erforderlich sein (30 in Figur 3a), was weiter dazu beitragt, den Stromrichter nach der Erfindung wirtschaftlich vorteilhaft zu machen.

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j NACH6EREIOHT

Die Figuren 7a und 7b zeigen einen in einem Gebäude 100 oder in einer anderen Konstruktion untergebrachten zwölfpulsigen Stromrichter. Das erste Vierfachventil besteht aus den vier gleichstrommäßig in Reihe geschalteten Ventilen V1, V4, V11, V14. Das zweite Vierfachventil besteht aus den Ventilen V3# V6, V13, V16 und das dritte aus den Ventilen V5, V2, V15, V12. Die Ventile sind mit Hilfe isolierender Stangen aus glasfaserarmiertem Kunststoff aufgehängt und werden von horizontalen Trägern 101 - 104 in der Decke des Gebäudes getragen. Die Ventile V5-V2-V15-V12 hängen an acht isolierenden Stangen 105 - 112. Die oberen Enden der Stangen sind in einer Metallplatte 113 befestigt. Die Platte ist in federnden und bewegungsdämpfenden Gliedern 114 - 121 aufgehängt. Diese ruhen auf zwischen den Trägern 103 und 104 angebrachten Querträgern 122 - 125. Die beiden anderen Vierfachventile sind in entsprechender Weise aufgehängt.

Die oberen und unteren Enden^der Vierfachventile sowie deren Mittelpunkte sind durch Leiterseile 126 - 131 elektrisch miteinander verbunden. Die Ventile V1-V6 bilden hierdurch eine obere Dreiphasenbrücke und die Ventile V11- V16 eine untere Brücke. Die beiden Brücken sind gleichstromseitig in Reihe geschaltet. Die oberen Endpunkte der Vierfachventile sind an die eine Gleichstromzuleitung 142 des Stromrichters und die unteren Endpunkte an die andere Gleichstromzuleitung 143 angeschlossen. Diese Leitungen können ebenso wie die sechs Wechselstromzuleitungen des Stromrichters (140 und 141, gezeigt in Figur 7b) aus Leiterseilen oder anderen flexiblen Änschltißgliedern bestehen.

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Durch die beschriebene Aufhängung kann sich jedes Vierfachventil relativ frei in bezug auf den Boden A des Gebäudes 100 und in bezug auf die übrigen Ventile bewegen. Vertikale Bewegungen und seitliche Schwingungsbewegungen des Ventils relativ zum Gebäude 100 werden von den Dämpfungsgliedern (z.B. 114 - 121) aufgenommen und gedämpft. Rein horizontale Bewegungen werden dadurch aufgenommen, daß die flexiblen isolierenden Aufhängestangen (z.B. 105-112) gebogen werden. Hierdurch wird erreicht, daß jedes Ventil im wesentlichen ruhig hängt, unabhängig von Bewegungen der Unterlage A und des Gebäudes 100. Hierdurch werden die mechanischen Beanspruchungen der Ventile in großem Maße verringert.

Die Figuren 8a, 8b und 8c zeigen detaillierter die Aufhängung des Ventils V5-V2-V15-V12 im Gebäude. Die Dämpfungsglieder 114 - 121 ruhen auf den Querträgern 122 - 125, die ihrerseits von den Trägern 103 und 104 getragen werden. Jedes Dämpfungsglied ist über eine Stange (132 - 139) mit der Metallplatte 113 verbunden. Diese wiederum trägt die acht isolierenden Stangen 105 - 112, an welchen das Ventil hängt. Diese Stangen sind vorzugsweise mit Rillen oder Gewinden versehen, um die elektrische Kriechstrecke in Längsrichtung der Stangen zu verlängern. Jedes Dämpfungsglied kann aus einer Kombination eines kraftaufnehmenden Federe.lementes (z.B. mechanische Federn oder Gasfeder) und eines bewegungsdämpfenden Elementes (z. £'.' ein FlUs sigke its stoßdämpfer) bestehen. Durch die Federung erhält man eine starke Reduktion der auf die Ventile wirkenden Kräfte, und die dämpfenden Glieder bewirken eine Dämpfung der Bewegungen des Ventils.

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NACHQEREICHT

Die Figuren 9a und 9b zeigen das Vierfachventil V5-V2-V15-V12 in zwei zueinander senkrechten seitlichen Ansichten. Das Ventil besteht aus mehreren "Etagen", von denen vier (170 - 173) in der Figur gezeigt sind. Jede "Etage" (z.B. 170) enthält zwei Thyristormoduln (17Oa und 170b), die von einem elektrostatischen Schirm (gestrichelt in der Etage 170, voll ausgezogen in den übrigen Etagen) umgeben sind. Das Ventil hat einen oberen Rahmen 151 und einen unteren Rahmen 152, die von gestrichelt dargestellten elektrostatischen Schirmen 161 und 162 umgeben sind. In dem oberen Rahmen 151 sind die unteren Enden der isolierenden Aufhängestangen 105 - 112 befestigt, indem der Rahmen beispielsweise auf Muttern liegt, die auf die unteren, mit Gewinde versehenen Enden der Stangen aufgeschraubt sind. Die Thyristormoduln und der untere Rahmen 152 werden von acht Stangen 153 - 160 aus glasfaserarmiertem Kunststoff getragen. Diese Stangen sind über ihre ganze Länge mit Gewinde versehen und tragen oberhalb des oberen Rahmens und unterhalb des unteren Rahmens Muttern. Die Thyristormoduln haben Befestigungsösen, die mit Hilfe weiterer Muttern an den Stangen befestigt sind. Dadurch, daß die Stangen mit Gewinde und Muttern zur Befestigung der Thyristormoduln versehen sind, erzielt man erhebliche Vorteile. Durch das Gewinde bekommen die Stangen eine geriffelte Oberfläche. Hierdurch werden die elektrischen Kriechstrecken längs der Stangen verlängert, wodurch die Höhe des Ventils bedeutend reduziert wird. Ferner kann der Abstand zwischen den Thyristormaduln einfach auf einen für die vorgesehene Betriebsspannung geeigneten Wert justiert werden.

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Die Thyristormoduln sind nur schematisch gezeigt. Jeder Modul kann beispielsweise in der in Figur 1 der USA-Patentschrift 4 178 630 gezeigten Weise ausgebildet sein.

Die elektrischen Verbindungen zwischen den Thyristormoduln sind in Figur 9 nicht gezeigt. Sie sind vorzugsweise in der im Zusammenhang mit Figur 3 beschriebenen Welse ausgeführt, also derart, daß alle Thyristormoduln im Ventil in Reihe geschaltet sind.

Die in den Figuren 7 bis 9 gezeigten Ausführungen ergeben eine außerordentlich einfache und vorteilhafte Lösung des Aufbaus und der Aufhängung der Ventilketten. Hierdurch erzielt man große praktische und wirtschaftliche Vorteile in GestaLt kleinerer Abmessungen, eines einfachereren Aufbaus und einer erheblich vergrößerten Festigkeit.

Vorstehend sind Dreiphasenstromrichter beschrieben worden, die also drei Ventilketten haben. Die Erfindung ist selbstverständlich geeignet für Stromrichter beliebiger Art mit einer beliebigen Anzahl von Phasen und Ventilketten. Ein Stromrichter nach der Erfindung kann somit z.B. aus einem Direktumrichter, aus einem Gleichspannungsumrichter oder einfach aus zwei antiparallelgeschalteten Ventilen zum Ein- und Ausschalten einer Wechselstrombelastung bestehen. Bei den Gleichrichterelementen Jedes Ventils des Stromrichters kann es sich alternativ um Thyristoren oder Dioden oder um eine Kombination solcher Elemente handeln.

Ein Stromrichter nach der Erfindung kann aus zwei oder mehreren

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in Reihe geschalteten Brücken bestehen; die Ventilzahl je Ventilkette wird dann vier oder mehr betragen.

Im Vorhergehenden wurde erläutert, daß zum Aufhängen der Ventilketten des Stromrichters ein besonderes Gestell verwendet wird. Wenn jedoch am Aufstellort tragfähige oder verstärkungsfähige Decken in einem Gebäude oder Decks bei einem schwimmenden Aufstellungsort vorhanden sind, kann das Gestell selbstverständlich entfallen. Die Ventilketten können dann beispielsweise an der Decke oder dem Deck oder eventuell an anderen bereits vorhandenen Konstruktionen.aufgehängt werden.

Die Figuren 1 und 3 zeigen, wie jede Ventilkette an einer einzigen Befestigungsöse (31, Fig. 3a) und einem Hängeisolator (6) hängt. Alternativ können die Aufhängevorrichtungen jeder Kette verdoppelt oder vervielfacht werden, um eine größere Sicherheit zu erhalten und um RotationsSchwingungen der Kette zu vermeiden.

Figur 2 zeigt, wie das eine Ende jeder Kette auf Erdpotential liegt oder niedrige Spannung gegen Erde führt. Dieses Ende ist dabei so angeordnet, daß es nach oben gerichtet ist, wodurch die an die elektrische Isolation der Aufhängevorrichtungen der Kette gestellten Anforderungen bedeutend geringer werden. Auch wenn das eine Ende» der Kette nicht völlig oder annähernd auf Erdpotential liegt, ist es im allgemeinen vorteilhaft, dasjenige Ende der Kette, das die niedrigere Spannung gegen Erde führt, nach oben zu richten.

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NACHOtRElCHT

Das in Figur 3 gezeigte Ventil ist nur ein Beispiel, und im Rahmen der Erfindung sind viele andere Ausführungsformen denkbar. Die Anzahl Moduln kamt sich somit von der im Ausführungsbeispiel vorhandenen Anzahl zwölf unterscheiden. Ferner können sehr oder weniger als zwei Moduln in gleicher Höhe angeordnet werden. Ebenso kann die Anzahl der vertikalen Träger, ihre Ausführung und das Material, aus dem sie bestehen, sowie die Befestigung und die Orientierung der Moduln anders ausgeführt werden als in dem erläuterten Ausffihrungsbeispiel.

Selbstverständlich können auch vorhandene Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen anders als in den Ausführungsbeispielen gezeigt ausgebildet sein. Sie können an eines oder mehreren geeigneten Punkten, die nicht as untersten Ende der Kette zu liegen brauchen, an der Ventilkette befestigt sein. Dämpfungsvorrichtungen zur Dämpfung von Bewegungen relativ zur Unterlage können auf zweckmäßige Art mit Vorrichtungen zur Dämpfung von Relativbewegungen zwischen den Ketten oder mit Vorrichtungen versehen werden, welche die Ketten starr miteinander verbinden.

Klcht nur die elektrischen Verbindungen zwischen den Ventilketten, sondern auch oder alternativ die äußeren Anschlüsse des Stromrichters Cz-B. 15, 16, 20) können derart ausgebildet sein, daß sie Schwingungsbewegungen dämpfen.

Hilfsanschlüsse (Kabel, Schläuche, Rohre, Lichtleiter usw.) zur Kühlung und Steuerung einer Ventilkette und zur Übertragung von Meß- und Meldesignalen können an dem oberen oder unteren Ende

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der Kette oder eventuell an der Seite der Kette angeschlossen werden.

Die Verwendung eines Stromrichters nach der Erfindung ist insbesondere vorteilhaft auf schwimmenden öl- oder Gasplattformen, deren Bewegungen Dei Seegang und insbesondere beim Transport der Plattform erheblich sein können.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche:

1.} Stromrichter mit mindestens einer Ventilkette mit einem oder mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Ventilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkette (V1, V4) hängend an am oberen Ende der Kette angeordneten Aufhängevorrichtungen (1, 6, 30, 31) montiert wird.

2. Stromrichter nach Anspruch 1, bei dem die Ventilkette in einer tragenden Konstruktion aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängevorrichtungen federnde Glieder (71, 72) ent-

' halten, die derart angeordnet sind, daß Relativbewegungen zwischen der Ventilkette und der tragenden Konstruktion möglich sind.

3. Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Ventilkette (z.B. V1, V4) mechanisch verbundene Glieder (z.B. 11) zur Dämpfung der Schwingungsbewegungen der Kette vorhanden sind.

4. Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängevorrichtungen schwingungsdämpf ende" Glieder (71, 72) enthalten.

5. Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine tragende Konstruktion (1, 2, 2¹, 3,

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3¹) vorhanden ist, die auf einer Unterlage (A) aufstellbar ist und einen tragenden Teil (1) zum Aufhängen der Ventilkette (V1, V4) enthält.

6. Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (9, 10, 13, 14, 15, 16, 20) der Ventilkette so ausgebildet sind, daß die Ventilkette im wesentlichen frei schwingen kann.

7. Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängevorrichtungen elektrisch isolierende Aufhängestangen (105 - 112) enthalten, die mit ihren oberen Enden mit einer tragenden Konstruktion (1, 2, 3) verbunden sind und an deren unteren Enden die Ventilkette befestigt ist.

8. Stromriqhter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ventilkette mehrere Ventilmoduln enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkette mehrere in Längsrichtung der Ventilkette angeordnete, elektrisch isolierende Tragestangen (153 - 160) enthält, an denen die Ventilmoduln befestigt sind.

9. Stromrichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkefte einen am oberen Ende der Kette angeordneten oberen Rahmen (151) und einen am unteren Ende der Kette angeordneten unteren Rahmen (152) enthält und daß die Tragestangen mit ihren oberen Enden an dem oberen Rahmen und mit ihren unteren Enden an dem unteren Rahmen befestigt sind.

P300A1/0622

Λ'ΒΙΑΙΝΔΙ

6.3.1980 * 20 787 P

^3CH 029V

10. Stromrichter nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängestangen (105 - 112) mit ihren unteren Enden an dem oberen Rahmen (151) befestigt sind.

11. Stromrichter nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängestangen aus glasfaserarmiertem Kunststoff bestehen.

12. Stromrichter nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängestangen mit querlaufenden Rillen, Gewinden oder ähnlichen Einschnitten zur Verlängerung der elektrischen Kriechstrecken in Längsrichtung der Stangen versehen sind.

13. Stromrichter nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragestangen (153 - 160) aus glasfaserarmiertem Kunststoff bestehen.

14. Stromrichter nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragestangen (153 - 160) mit querlaufenden Rillen, Gewinden oder ähnlichen Einschnitten zur Verlängerung'der elektrischen Kriechstrecken in Längsrichtung der Stangen versehen sind.

15. Stromrichter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Gewinde versehenen Trage stangen (153 - 160) mit aufgeschraubten Muttern zum Tragen der Ventilmoduln (170 - 173) versehen sind.

030041/0622 _/4

ORIGINAL INSPECTED