DE3010294C2 - Stromrichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromrichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches I. Ein solcher Stromrichter ist bekannt aus der Zeitschrift »ASEA Tl DNING« 1975, Seite 87.

Ils 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 aufeinanderstellen. 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 Gleiehslromanschlüsscn eines Stromrichters in Reihe liegenden Ventilen bestehen. Insbesondere bei hohen Spannungen und bei Stromrichtern mit zwei oder mehreren gleichstrornmäßig in Reihe geschalteten Brücken wird jede Ventilkette sehr hoch (lang).

Jedes Ventil muß zwischen seinen beiden Enden vertikale Stützisolatoren haben, weiche die erforderliche elektrische Isolation zwischen den Enden des Ventils bewirken und die Kräfte von darüberliegenden Ventilen aufnehmen. Bei hohen Ventilketten werden diese Kräfte groß, so daß die Slützisolatorcn kräftig dimensioniert sein müssen und folglich teuer und plalzraubend sind.

In gewissen Fällen, beispielsweise dann, wenn die Vcniilkctte so bemessen werden muß. daß sie ErdbcbLMikriifien standhält, oder wenn der Stromrichter aiii einer beweglichen Unterlage aufgestellt wird. /. B. ;iuf einem Schiff oder einer schwimmenden Bohrinsel, werden clic auf die Stützisolatorcn 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 Eigenschwindungsfrequenzen, welche in den Bereich der Frequenzen fallen, mit denen sich die Unterlage, beispielsweise bei einem Erdbeben, bewegen. Dies führt dann zu Resonanzschwingungen, durch welche die mechanischen Beanspruchungen der Ventilkeite erheblich vergrößert werden.

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

Außer den zu den einzelnen Ventilen gehörenden Stützisolatoren befinden sich häufig am unteren Ende einer Ventilkette Slützisolatoren, auf denen die ganze Kette ruht und die sine elektrische Isolation zwischen dem unteren Ende der Kette und Erde bilden (siehe beispielsweise US-PS 40 90 233). 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 Stützisolaioren angebracht sind. Diese Rahmen stellen eine Komplikation und Verteuerung der Ventilkette dar. Ferner bewirken diese Rahmen, daß die Kette aus elektrischen Fesiigkeitsgründen 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 im Stande sind, Kräften zu widerstehen, wie sie 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.

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

Fig. la und Ib ein Ausführungsbeispiel eines Stromrichters nach der Erfindung,

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

Fig.3 ein Ausführungsbeispiel eines zu dem Stromrichtergehörenden Ventils,

Fi g. 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,

F i g. 6 eine mögliche Ausbildung der elektrischen Anschlüsse als Dämpfungsglieder für Schwingungen,

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

F i g. 8a bis 8c eine detailliertere Darstellung der Aufhängevorrichtung des Ausführungsbeispieles gemäß F i g. 7a und 7b,
F i g. 9a und 9b den Aufbau der Ventilketten bei einem Stromrichter nach F i g. 7a und 7 b.

Die Fig. la und 1 b zeigen einen Stromrichter gemäß der Erfindung, gesehen von zwei Seiten, die senkrecht zueinander stehen. Der Stromrichter hat sechs Ventile Vl bis V 6. Je zwei Ventile bilden eine der drei Ventilketten Vi- V 4. V3- Vb und VS- V2des 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 Ventilkettin hängen in einem Gestell, das aus vier Beinen 2,2', 3 und 3', deren oberen Ender -Uirch 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 B befestigt sind.

Die oberen Enden der Ventilketten sind mit elektrischen Anschlußstellen 9', 9", 10', 10" versehen, die mit Hilfe der Leiterseile 9 und 10 miteinander verbunden sind. Die unteren Enden haben entsprechende mittels

jo der Leiterseile 13 und 14 verbundene Anschlußstellen 13', 13", 14', 14". Das obere Ende des Ventils VS hat eine Anschlußsteile 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 VI eine Anschlußstelle 16', an der ein Leiterseil 16 angeschlossen ist. Diese Stelle bildet den anderen Gleichstromausgang des Stromrichters.

Der gesamte Stromrichter steht auf einer Unterlage

■to 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 Stromricntertrar.sformator 21 neben dem Gestell. Der Transformator hat drei Phasenausgänge, die über Leiterseile mit den drei Wechselstromanschlüssen 17, 18, 19 des Stromrichters verbunden sind. Den Transformatoranschluß 22, der über das Leiterscil 20 mit dem Anschluß 19 verbunden

so ist,zeigt Fig. Ib.

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

F i g. 2 zeigt die elektrische Schaltung des Stromrichters nach Fig. 1. Der Stromrichter besteht aus einer dreiphasigen Thyristorbrücke, bei der die Ventile Vl-V6diesechs Zweige der Brücke bilden. Der Stromrichtertransformator 21 hat Anschlüsse R, S, Tzum Anschluß an ein dreiphasiges Wechselspannungsnetz oder an eine andere Wechselspannungsquelle, und die Strömrichterseite des Transformators hat drei AnschluCglieder, welche die Verbindung zu den Wechselstromanschlüssen 17, 18, 19 der Brücke herstellen. Der obere

b5 Gleichstromanschluß der Brücke wird über das Leiterseil 15 an eine Erdelektrode / angeschlossen, wodurch die oberen Enden der Ventilketten bei Betrieb eine nur niedrige Spannung gegenüber Erde annehmen. Deshalb

brauchen die Hängeisolatoren 6, 7, 8 in Fi g. I 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)groü genug ist.

Fig.3a zeigt den Aufbau der Ventilkeitc VI — V 4 von der Seite gesehen, und F i g. 3b zeigt einen horizontalen Schnitt A-A durch das Ventil VI. Das Ventil Vl hat an seinem oberen Ende einen Rahmen oder eine Platte 30, der/die dieselben Abmessungen wie der Querschnitt des Ventils hat und mit einer Hängcösc 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 Distanzstücke 51 befestigt.

Das Ventil Vl enthält zwölf Thyristormoduln A/11 — M16 und MW — M 16', 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. M 16 und M 16') sind auf gleicher Höhe im Ventil und auf gegenüberliegenden Seiten des Ventils angeordnet (Fig. Jb). Die Moduln werden von der Seite /wischen 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 F i g. 3b hervorgeht, sind die beiden auf gleicher Höhe angeordneten Moduln M 16 und M 16' links über einen Stromleiter 52 verbunden. Der Modul M 16' 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 M 1β' liegenden Modul (dem nicht gezeigten Modul M 15') verbunden. Der Strompfad durchläuft die Ventilkette also schraubenlinienähnlich vom untersten Modul A-/46' der Kette bis zu deren obersten Modul MIl.

Das Ventil V4 ist im wesentlichen auf gleiche Weise aufgebaut wie das Ventil V 1 mit acht vertikalen Trägern 42—49 aus beispielsweise Glasfaserlaminat, auf welchen die 12Thyristormoduin M 41 — M 46, Μ4Γ—M 46' stehen. Die oberen Enden der Träger sind mit Befestigungsmitteln (z. B. 48' und 49') ausgebildet, mit denen sie direkt an den entsprechenden Trägern des Ventils VI 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.

leclcs Ventil oder jede Sektion kann mit in den Figuren nicht gezeigten, für mehrere Moduln gemeinsamen Anordnungen für z. B. Hilfsleistung, Steuerung oder Mcldcfunktioncn verschen werden, jede Ventilkette kann so aufgehängt werden, daß sie

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

F i g. 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. Im Joch sind zwei fedcrndc und bewegungsdämpfer^ Glieder 71 und 72 angeordnet, die pneumatisch und/oder hydraulisch arbeiter, können und die eventuell mit mechanischen Federclerpcnten kombiniert werden können. Die Ventilkettc hängt über die in den Hängeösen 31' und 31"

jo befestigten Hängeisolatoren 6' 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

j5 und eine Dämpfung vertikaler Schwingungsbewegungen.

Die in F i g. 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. Statt jede Ventilkette frei schwingen zu lassen, können die Ventilketten, so wie es F i g. 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 Ventilketten, 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 Fig. 1) dienen. Alternativ können natürlich außer den Stangen 81,82 besondere Anschlußleiter 13 und 14 vorgesehen sein (gestrichelte Linien in F i g. 5).

Die in Fig. 1 gezeigten, zwischen den Ketten angebrachten Dämpfungsglieder 11 und 12 können gieichzeitig als elektrische Verbindungen zwischen den Ketten ausgebildet sein. F i g. 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

to 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 hervorgehl, werden die Ventile in einer Venlilkettc im wesentlichen nur auf Zug beansprucht. Diese Zugbeanspruchungen können in einfacher Weise beispielsweise von den oben

beschriebenen durchgehenden vertikalen Trägern aus Glasfaserlaminal 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 Kelle eine sehr große Widerstandskraft gegenüber den durch Bewegungen des Aufhängepunktes der Kette oder der Unterlage des Str.i.nrichters 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 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 Stützisolatorcn entfallen bei einem Stromrichter nach der Erfindung völlig. Außer der stark zunehmenden mechanischen Widerstandskraft der Ventilkettc 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 trugen. Zwischen dem oberen und dem unteren Rahmen sind Tragorgane für die Gleichrichterelemcnte angeordnet. Jedes 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 Ventils in jeder Ventilkette kann eine Rahmenkonstruktion erforderlich sein (30 in Fi g. 3a), was weiter dazu beiträgt, den Stromrichter nach der Erfindung wirtschaftlich vorteilhaft zu machen.

Die Fig.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 Vi. V4. VU, V14. Das zweite Vierfachventil besteht aus den Ventilen V3, V 6, V13. V16 und das dritte aus den Ventilen V5, V2, V15, VlZ 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 aufgehägt. 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 — V'6 bilden hierdurch eine obere Dreiphasenbrükke und die Ventile V11— V16 eine untere Brücke. Die beiden Brücken sind gleichstromseitig in Reihe geschallet. Die oberen F.ndpunktc der Vierfachventile sind an die eine Glcichsirom/uleitung 142 des Stromrichters und die unteren Endpunkte an die andere Gleichstrom-/.ulcitung 143 angeschlossen. Diese Leitungen können

^ri ebenso wie die sechs Wcchselstroni/uleitungen des Stromrichters (140 und 141, ge/.eigl in Fig. 7b) aus Leiterscilen oder anderen flexiblen AnschluBgliedern bestehen. Durch die beschriebene Aufhängung kann sich jedes

ίο Vierfachventil relaiiv 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 Bewegun gen der Unterlage A und des Gebäudes 100. Hierdurch werden die mechanischen Beanspruchungen der Ventile in großem Maße verringert.

Die F i g. 8a, 8b und 8c zeigen detaillierter die Aufhängung des Ventils V5- Vl- 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

jo 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 Federele mentes (z. B. mechanische Federn oder Gasfeder) und eines bewegungsdämpfenden Elementes (z. B. ein Flüssigkeitsstoßdämpfer) 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.

Die F i g. 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 (170;) und 1706/ 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 ober halb 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 Hö-

he des Ventils bedeutend reduziert wird. Ferner kann der Abstand zwischen den Thyristormoduln einfach auf einen für die vorgesehene Betriebsspannung geeigneten Wert justiert werden.

Die Thyristormoduln sind nur schematisch gezeigt. Jeder Modul kann beispielsweise in der in Fig. 1 der US-Patentschriii 41 78 630 gezeigten Weise ausgebildet sein.

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

Die in den F i g. 7 bis 9 gezeigten Ausführungen ergeben eine außerordentlich einfache und vorteilhafte Lösung des Aufbaus und der Aufhängung der Veniilketten. Hierdurch erzielt man große praktische und wirtschaftliche Vorteile in Gestalt kleinerer Abmessungen, eines einfacheren 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 Gleichspannungsunirichter 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 in Reihe geschalteten Brücken bestehen; die Ventilzahl je Ventilkette wird dann vier oder mehr betragen.

Im Vorhergehenden wurde erläutert, daß zum Aufhängen der Veniilketten 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 F i g. 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.

F i g. 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.

Das in F i g. 3 gezeigte Ventil ist nur ein Beispiel, und im Rahmen der Erfindung sind viele andere Ausführungsformen denkbar. Die Anzahl Moduln kann sich somit von der im Ausführungsbeispiei vorhandenen Anzahl zwölf unterscheiden. Ferner können mehr 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 Aus-

¹S führungsbeispiel.

Selbstverständlich können auch vorhandene Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen anders als in den Ausführungsbeispielen gezeigt ausgebildet sein. Sie können an einem oder mehreren geeigneten Punkten.

ίο die nicht am untersten Ende der Kette zu liegen brauchen, an der Ventilkelte befestigt sein. Dämpfungsvorrichtungen zur Dämpfung von Bewegungen relativ zur Unterlage können auf zweckäöige Art mit Vorrichtungen zur Dämpfung von Rclativbewegungen zwischen den Ketten oder mit Vorrichtungen versehen werden, welche die Ketten starr miteinander verbinden.

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

Hilfsunschlüsse (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 der Kette oder eventuell an der Seite der Ketie angeschlossen werden.

Die Verwendung eines Stromrichters nach der Erfindung ist insbesondere vorteilhaft auf schwimmenden öl- oder Gasplattformen, deren Bewegungen bei See-

jo gang und insbesondere beim Transport der Plattform erheblich sein können.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Stromrichter niit mindestens einer Ventilkette mit einem oder mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Ventilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkette (Vi, V4-. Vl. V 4. KIl, V14) hängend an einer am oberen Ende der Kette angeordneten Aufhängevorrichtung (1,6,30,31; 105 bis 121) montiert ist, daß die Aufhängevorrichtung an einer tragenden Konstruktion (1; 103,104,122 bis 125) befestigt ist und daß die Aufhängevorrichtung federnde Glieder (71, 72; 114 bis 121) enthält, die derart zwischen der Ventilkette und der tragenden Konstruktion angeordnet sind, daß Relativbewegun- :5 gen zwischen der Ventilkette und der tragenden Konstruktion in vertikaler Richtung möglich sind.

2. Stromrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängevorrichtung langgestreckte elektrisch isolierende Tragglieder (105 bis 112) enthält, deren obere Enden an den federnden Gliedern befestigt sind und deren untere Enden an der Ventilkette befestigt sind, und daß die federnden Glieder an der tragenden Konstruktion befestigt sind.

3. Stromrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Glieder mit schwingungsdämpfenden Gliedern (71, 72) verbunden sind oder schwingungsdänipfende Mittel enthalten zur Dämpfung von Schwingungen, welche die Ventilket- jo te und die genannten Tragglieder relativ zur tragenden Konsti uktion ausführen.

4. Stromrichter nr.ch ein ,n der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Ventilkette (z. B. VI, V4) rv chanisch verbundene js Glieder (z. B. 11) zur Dämpfung der Schwingungsbewegungen der Kette vorhanden sind.

5. Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängevorrichtungen schwingungsdämpfendc Glieder enthalten.

6. Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elcKirischen Anschlüsse (9, 10, 13, 14, 15, 16, 20; 126 bis 131) der Ventilketle so ausgebildet sind, daß die Ventilkette relativ zur tragenden Konstruktion im wesentlichen frei schwingen kann.

7. Stromrichter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierenden Tragglieder (105 bis 112) Aufhängestanger v> sind.

8. Stromrichter nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängesiangcn aus glasfaserarmiertem Kunststoff bestehen.

9. Stromrichter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch π gekennzeichnet, daß die Aufhängestangen mit querlaufenden Rillen. Gewinden oder ähnlichen Einschnitten zur Verlängerung der elektrischen Kriechstrecken in Längsrichtung der Stangen versehen sind. M)

10. Stromriehler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6. bei dem die Ventilkette mehrere Ventilmoduhi enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkelle mehrere in Längsrichtung der Vcntilkette angeordnete, elektrisch isolierende Tragestan- h"> gen (153 bis IbO) enthält, an denen die Vcniilmnduln befestigt sind.

11. Stromrichter nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß die Tragestangen (153 bis 160) aus glasfaserarmiertem Kunststoff bestehen.

12. Stromrichter nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragestangen (153 bis 160) mit querlaufenden Rillen, Gewinden oder ähnlichen Einschnitten zur Verlängerung der elektrischen Kriechstrecken in Längsrichtung der Stangen versehen sind.

13. Stromrichter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Gewinde versehenen Tragestangen (153 bis 160) mit aufgeschraubten Muttern /um Tragen der Ventilmoduln (170 bis 173) versehen sind.

14. Stromrichter -nach einem der Ansprüche 10 bis !2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkette 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.

15. Stromrichter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängestangen (105 bis 112) mit ihren unteren Enden an dem oberen Rahmen (151) befestigt sind.

16. Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine tragende Konstruktion (1,2, 2', 3,3') vorhanden ist. die auf einer Unterlage (Λ,/aufstelibar ist und einen tragenden Teil (1) zum Aufhängen der Ventilkeite (V 1. V 4) enthält.