DE3012244C2

DE3012244C2 - Stromzwischenkreis-Umrichter

Info

Publication number: DE3012244C2
Application number: DE19803012244
Authority: DE
Inventors: Ingo Mehrnbach Heyerichs; Jochen Dr.-Ing. 8399 Ruhstorf Schörner
Original assignee: Loher GmbH
Current assignee: Loher GmbH
Priority date: 1980-03-28
Filing date: 1980-03-28
Publication date: 1982-05-06
Also published as: NL8101517A; DK138381A; AT375221B; DE3012244A1; FR2479601A1; ATA142881A

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromzwischenkreis-Umrichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch;* I. Umrichter dieser Gattung sind bekannt und in der Literatur ausführlich beschrieben (z. B. ETZ-A Bd 96, H. 11, S. 520-523).

Bei den bekannten geometrischen Anordnungen der Halbleiterelemente werden die sechs Thyristoren des Netzstromrichters, die sechs Thyristoren des Wechselrichters und die sechs Dioden des Wechselrichters in je einer Baugruppe zusammengefaßt (ζ. Β. Druckschrift der Fa. BBC: Drehzahlverstellbare Drehstromantriebe Verivert i, Nr. DIA 1143 80 D, S. 2; Druckschrift der Fa. Siemens: Simovert A, Stromzwischenkreis-Umrichter, Nr. E 319/1144, Deckblatt). Dies hat den Nachteil, daß drei Baugruppen mit unterschiedlicher Geometrie, unterschiedlichen Halbleiterelementen, Trägerstaueffekt-(-TSE-)Beschaltungen und Zündanschlüssen bei erheblichem Verdrahtungsaufwand entstehen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Anwender zur Behebung eines Störfalles im Umrichter-Leistungsteil den Fehler genau lokalisieren muß, um das defekte Bauteil austauschen zu können, oder sich drei unterschiedliche Baugruppen auf Lager halten muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stromzwischenkreis-Umrichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I zu schaffen, bei dem die Baugruppen so gestaltet sind, daß ein geringer Zeitaufwand für die Herstellung und eine eventuelle Reparatur gewährleistet ist

Die vorgenannte Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Stromzwischenkreis-Umrichter die Halbleiterelemente in neuartiger Weise so zusammengefaßt sind, daß drei untereinander gleiche Baugruppen entstehen, 'r.ann der

ίο Anwender im Störfalle ohne genauere Lokalisierung durch Austausch einer der Baugruppen einen Fehler beheben. Wegen des gleichen Aufbaus dieser Baugruppen genügt die Ersatzteilhaltung von einer Baugruppe. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein minimaler

υ Verkabelungsaufwand notwendig ist, weil die komplette Leistungsverkabelung eines Phasenbausteines mit den serienmäßig bereits vorhandenen Kathodenanschlüssen der Halbleiterelemente ausgeführt werden kann. Die elektronischen Verbindungen zwischen den einzelnen Phasenbausteinen können wegen des symmetrischen Aufbaus durch einfache Verschienung erfolgen. Der Vorteil einer derartigen Verbindungstechnik besteht im geringen Fertigungsaufwand und der wesentlich höheren Störsicherheit gegenüber konventioneller Verdrahtung.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 die bekannte Schaltung der Halbleiterelemente eines dreiphasigen Stromzwischenkreis-Umrichters mit gesonderter Kennzeichnung der Halbleiterelemente eines Phasenbausteines,

Fig.2 ein Schaltbild eines Phasenbausteines mit Halbleiterelementen, TSE-Beschaltung und Andeutung einer Vorladeeinrichtung, und

Fig.3 eine Skizze des mechanischen Aufbaus eines Phasenbausteines.

In Fig. 1 ist beispielhaft gezeigt, wie die Schaltung der Leistungshalbleiter eines Stromzwischenkreis-Umrichters in drei gleichartige Baugruppen aufgeteilt werden kann. Auf eine Darstellung der Kommutierungseinrichtung wurde hierbei zur besseren Übersichtlich- keit verzichtet. Man sieht, daß jeweils eine Zusammenfassung von zwei Thyristoren des Neztstromrichters I und zwei Thyristoren und Dioden des Wechselrichters 2 zu einer Baugruppe 3 möglich ist.
Zur weiteren Erläuterung wird in Fig.2 die

so Schaltung einer einen Phasenbaustein 4 bildenden Baugruppe wiedergegeben. Man sieht, daß Netzthyristoren Sa, b, Dioden Ta, b und Wechselthyristoren 6a, b su aufeinanderfolgen, daß jede Kathode mit der Anode des nächsten Halbleiterelements verbunden wird. Auf der linken Seite sind die TSE-Beschattungen 8a— /'und die Vorladeeinrichtungen 9 und auf der rechten Seite die Zündanschlüsse 10 der Thyristoren angeordnet.

In F i g. 3 ist der mechanische Aufbau des Phasenbausteines von vorne wiedergegeben. Der erste der sechs Kühlkanäle 11 ist mit Laschen auf der Grundplatte 18 des Phasenbausteins befestigt. In dem Kühlkanal 11 wird das jeweilige Halbleiterelement 12 von oben durch ein Loch in der Abdeckplatte 21 des Kühlkanals 23 mit einem Steckschlüssel eingeschraubt. Die Anodenleitung des Halbleiters wird mittels eines Schraubanschlusses 13 mit dem Kühlkörper, d. h. mit der Kathode des nächstfolgenden Halbleiters, leitend verbunden.
Die Seitenwände 19/22 des Kühlkanals werden von

terplatten gebildet. Sie sind mechanisch und ktrisch mit jedem Kühlkörper, d, h. mit der Kathode i vorhergehenden und der Anode des folgenden Ibleiters verbunden. Damit kann man die elektrischen rbindungen der Halbleiter zu Beschaltungselemen-, Vorladungseinrichtungen, Meßsignalen für die gelung und Zündanschlüssen auf den Leiterplatten : Leiterbahnen vornehmen.

Die Zündanschlüsse der Thyristoren sind auf Flachcker 14 in der rechten Seitenwand 22 des Kühlkanals ührt Durch Leiterbahnen bestehen leitende Verbin-

düngen zwischen den Flachsteckern T4 und den Steckanschlüssen 15 für die Steuerzuleitungen. Auf jedem Kühlkörper ist eine Schiene 20 zur Befestigung der Deckplatte des Phasenbausteins angeschraubt Diese Schienen dienen auch als Befestigungsvorrichtungen der beiden Seitenteile des Kühlkanals und zur Zuleitung der Kathodenanschlüsse für Zündung und Beschallung. Sämtliche TSE-Beschaltungselemente der Halbleiter 16, 17 sind auf der linken Seitenplatte 19 untergebracht. Die elektrischen Verbindungen werden ebenfalls mit Leiterbahnen ausgeführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stromzwischenkreis-Umrichter aus Halbleiterelementen mit netzgeführtem sechspulsigen Stromrichter auf der Netzseite und selbstgeführtem sechspulsigen Wechselrichter mit Phasenfolgelöschung auf der Lastseite, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungshalbleiter des Umrichters auf drei zueinander symmetrische Phasenbausteine (4) aufgeteilt und auf jedem von diesen in der Reihenfolge Netzstromrichterthyristor, Netzstromrichterthyristor, Wechselrichterthyristor, Wechselrichterdiode, Wechselrichterdiode, Wechselrichterthyristor jeweils unter Verbindung des Kathodenanschlusses eines jeden Halbleiters mit dem die Anode bildenden Kühlkörper (8) des folgenden Halbleiters zusammengeschaltet sind.

2. Stromzwischenkreis-Umrichter nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (11) der Halbleiter eines Phasenbausteines (4) in einem Kühlkanal £23) so angeordnet sind, daß sich die Kühlkörper (11) der elektrisch stärker beanspruchten Halbleiterelemente des Wechselrichters möglichst nahe bei der Frischluftzufuhr befinden.

3. Stromzwischenkreis-Umrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüberliegende Seitenwände des Kühlkanals (23) eines Phasenbausteines (4) aus Leiterplatten bestehen, auf denen sich Trägerstaueffekt-(=TSE-)Beschaltung, Vorladung und Zündanschlüsse befinden.

4. Stromzwischenkreis-Umrichter nach einem der Ansprüche \ ois 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände des Küh!Uanals >'!3) mit den Kathoden der Halbleiterelemente Ober Leiterbahnen auf den Seitenwänden verbunden sind i;-.d eine Verbindung zwischen Halbleiterkathoden, TSE-Beschaltungselementen und Vorladeeinrichtung herstellbar ist.