DE4338277C2 - Liquid-cooled converter module with circuit components for power semiconductors that can be switched off - Google Patents

Liquid-cooled converter module with circuit components for power semiconductors that can be switched off

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DE4338277C2 DE4338277A DE4338277A DE4338277C2 DE 4338277 C2 DE4338277 C2 DE 4338277C2 DE 4338277 A DE4338277 A DE 4338277A DE 4338277 A DE4338277 A DE 4338277A DE 4338277 C2 DE4338277 C2 DE 4338277C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein flüssigkeitsgekühltes - vorzugsweise H₂O-gekühltes (Brauchwasser oder Reinwasser) - Stromrichtermodul mit Be­ schaltungsbauelementen für einen abschaltbaren Leistungshalbleiter und kann beispielsweise in stromrichtergespeisten Schienenfahrzeugen verwendet wer­ den.The invention relates to a liquid-cooled - preferably H₂O-cooled (process water or pure water) - converter module with loading circuit components for a switchable power semiconductor and can for example, used in converter-fed rail vehicles the.

Ein solches flüssigkeitsgekühltes Stromrichtermodul mit Beschaltungsbauele­ menten für einen abschaltbaren Leistungshalbleiter ist aus der DE 40 08 425 A1 bekannt. Bei dem dort vorgeschlagenen, vorzugsweise ölge­ kühlten Stromrichtermodul befinden sich außer einem GTO-Spannverband (Gate-turn-off-Thyristoren) GTO-Beschaltungsbauelemente (z. B. Kondensato­ ren, Drosseln, Widerstände, Dioden) im Gehäuseinnern. Die GTO-Beschal­ tungsbauelemente werden dabei von der elektrisch isolierenden Kühlflüssigkeit umspült und gekühlt. Bei Einsatz von Brauchwasser als Kühlflüssigkeit ist die­ se bekannte und bewährte Technik aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit des Brauchwassers nicht einsetzbar.Such a liquid-cooled converter module with wiring components elements for a power semiconductor that can be switched off is from the DE 40 08 425 A1 known. In the proposed there, preferably Ölge Cooled converter modules are located outside of a GTO tension bandage (Gate turn-off thyristors) GTO wiring components (e.g. capacitor gates, chokes, resistors, diodes) inside the housing. The GTO scarf tion components are from the electrically insulating coolant washed and cooled. When using process water as the coolant, the known and proven technology due to the electrical conductivity of the Service water cannot be used.

Aus der DE 86 00 928 U1 ist eine Montageplatte bzw. ein aus Montageplatten gebildetes Montagegestell für elektrische Geräte mit bauteilbestückten elektri­ schen Schaltungsplatten bekannt, wobei die Oberflächen der Schaltungsplat­ ten mit flächenhaften Leitungszügen versehen sind und die Schaltungsplatten an Montageplatten des Gestells festgelegt sind. Die Montageplatte besteht aus einer tragfähigen Metallplatte, die wenigstens einseitig mit einer Kunststoffplat­ te beschichtet ist. Wenigstens eine der durch Beschichtung aufgebrachten Kunststoffplatten ist mit flächenhaften Leitungszügen versehen. An wenigstens einer der Kunststoffplatten sind angespritzte Halterungen, Einschübe, Stützen für Bauteile oder Baugruppen vorgesehen.DE 86 00 928 U1 is a mounting plate or a mounting plate formed mounting frame for electrical devices with component-equipped electrical known circuit boards, the surfaces of the circuit board planes and the circuit boards are fixed to the mounting plates of the frame. The mounting plate consists of a load-bearing metal plate with a plastic plate on at least one side te is coated. At least one of those applied by coating  Plastic plates are provided with extensive cable runs. At least one of the plastic plates are molded holders, inserts, supports intended for components or assemblies.

Aus der US 46 31 636 ist eine Baueinheit für elektronische Systeme bekannt, bei der mehrere Verschaltungsgruppen auf ihrer einen Seite mit elektronischen Komponenten bestückt und auf ihrer anderen Seite mit Kühlleitungen versehen sind. Als Kühlmittel kann beispielsweise Wasser dienen.From US 46 31 636 a unit for electronic systems is known in which several interconnection groups on one side with electronic Components equipped and provided with cooling lines on their other side are. Water can serve as a coolant, for example.

Aus der US 47 81 600 ist ein Anschlußkasten bekannt, bei dem zur Verschal­ tung von elektrischen Baukomponenten eine in isolierenden Materialien inte­ grierte elektrische Leistungsstrompfadverschienung mit elektrischen Anschlüs­ sen zur Kontaktierung vorgesehen ist.From US 47 81 600 a junction box is known in which for the scarf tion of electrical components in isolating materials Free electrical power current railing with electrical connections sen is provided for contacting.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flüssigkeitsgekühltes Stromrich­ termodul mit Beschaltungsbauelementen für einen abschaltbaren Leistungs­ halbleiter der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem kurze, eng beab­ standete und induktivitätsarme Verbindungen zwischen den Beschaltungsbau­ elementen untereinander und zwischen Beschaltungsbauelementen und ab­ schaltbaren Leistungshalbleitern auch bei Einsatz einer elektrisch leitfähigen Kühlflüssigkeit realisiert sind.The invention is based, a liquid-cooled Stromrich the task Term module with circuit components for a power that can be switched off to specify semiconductors of the type mentioned, in which short, closely spac stood and low inductance connections between the wiring elements with each other and between wiring components and from switchable power semiconductors even when using an electrically conductive Coolant are realized.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfin­ dungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merk­ male gelöst.This task is invented in connection with the features of the generic term appropriately by the specified in the characterizing part of claim 1 times solved.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Integration von elektrischen Verbindungsschienen im Isolierbaugrup­ penträger trotz des Einsatzes einer elektrisch leitfähigen Kühlflüssigkeit sehr kurze, eng beabstandete, starre und induktivitätsarme Verbindungen in Bi­ filartechnik zwischen den einzelnen Beschaltungsbauelementen und zwischen Beschaltungsbauelementen und abschaltbaren Leistungshalbleitern realisiert sind, was die Schaltfähigkeit von GTO-Thyristoren und Dioden verbessert. The advantages that can be achieved with the invention are in particular that through the integration of electrical connection rails in the insulating module pträger very much despite the use of an electrically conductive coolant short, closely spaced, rigid and low inductance connections in Bi filartechnik between the individual wiring components and between Wiring components and switchable power semiconductors implemented are what improves the switching ability of GTO thyristors and diodes.  

Die durch die Verschienung erzeugte Induktivität ist eindeutig und exakt bere­ chenbar und nicht durch Montageeinflüsse - beispielsweise flexible Leitungs­ führungen - veränderbar. Zudem wird die Montage der Beschaltungsbauele­ mente selbst wesentlich erleichtert und eine fehlerhafte "Verkabelung" ist aus­ geschlossen. Die zur Spannungsfestigkeit notwendigen Kriechstrecken und Isolationsabstände sind exakt berechenbar und durch spezielle Ausbildung des Isolierbaugruppenträgers - beispielsweise mit Rippen - einfach realisierbar. The inductance generated by the splinting is clear and exactly better and not due to assembly influences - for example flexible cables guided tours - changeable. In addition, the assembly of the wiring components Mente itself much easier and faulty "wiring" is over closed. The creepage distances and necessary for dielectric strength Isolation distances can be calculated exactly and through special training of the Insulated subrack - with ribs, for example - can be easily implemented.  

Der vorgeschlagene Isolierbaugruppenträger ist universell für Stromrichtermodule mit 1, 2, 3, 4, 5 oder mehr Phasen einsetzbar, wobei ein Isolierbaugruppenträger alle für eine Phase notwendigen Baukomponenten trägt und je nach Phasen­ anzahl mehrere Isolierbaugruppenträger zu einem Isolierbau­ gruppenträger-Verband zusammengesetzt werden, der über die Zwischenkreisschiene oder Kühlschiene verbunden werden kann. Bei einem Isolierbaugruppenträger-Verband für ein mehrphasiges Stromrichtermodul sind zudem keine zusätzli­ chen raum- und phasenteilenden Mechanikteile erforderlich, was gewichts-, raum- und kostensparend ist und zu einem sehr kompakten Aufbau des Moduls führt. Insgesamt ist der Isolierbaugruppenträger sehr flexibel an unterschiedliche Anforderungen anpaßbar. Sowohl die Herstellung als auch die Ersatzteilbevorratung ist stark vereinfacht - wodurch sich Kostenvorteile ergeben -, da als Grundbauform lediglich der bereits alle Schaltungsbauelemente für eine Phase enthal­ tende Isolierbaugruppenträger benötigt wird und jeder Iso­ lierbaugruppenträger-Verband aus diesen Grundbauformen besteht.The proposed insulating subrack is universal for converter modules with 1, 2, 3, 4, 5 or more phases can be used, with an insulating subrack all for one Phase carries the necessary components and depending on the phases Number of several insulating subracks for one insulating construction group carrier association to be composed of the DC link rail or cooling rail can be connected can. For an insulation subrack assembly for one multi-phase converter modules are also not additional mechanical and space dividing mechanical parts required, what saves weight, space and costs and at one very compact structure of the module leads. Overall, the Isolation subrack very flexible to different Customizable requirements. Both the manufacture and the Spare parts inventory is greatly simplified - which makes it Cost advantages result - since only the basic design already contain all circuit components for one phase insulating subrack is required and each iso lier subrack assembly from these basic designs consists.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the Un marked claims.

Dabei sind insbesondere die Alternativen mit anteilig in die Isolierbaugruppenträger integrierten Zwischenkreis­ schienen vorteilhaft. Es ergibt sich eine Raumeinsparung, da zusätzliche Zwischenkreisschienen außerhalb des Strom­ richtermoduls entfallen.In particular, the alternatives are partly in the insulating subrack integrated DC link seemed advantageous. There is a space saving, because additional DC link rails outside the current judge module is not required.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the drawing illustrated embodiments explained. Show it:

Fig. 1 eine Sicht auf die Vorderseite eines Iso­ lierbaugruppenträgers, Fig. 1 is a view of the front of a Iso lierbaugruppenträgers,

Fig. 2 eine Sicht auf die Stirnseite eines Iso­ lierbaugruppenträgers, Fig. 2 is a view of the front side of a Iso lierbaugruppenträgers,

Fig. 3 eine Sicht auf die Rückseite eines Isolier­ baugruppenträgers, Fig. 3 is a view of the rack on the back of an insulating,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Isolierbaugruppen­ trägers, Fig. 4 is a side view of a carrier Isolierbaugruppen,

Fig. 5 einen seitlichen Schnitt durch einen Iso­ lierbaugruppenträger längs einer Schnitt­ linie A-A, Fig. 5 shows a lateral section through a lierbaugruppenträger Iso along a section line AA,

Fig. 6 die Leistungsstrompfadverschienung des Iso­ lierbaugruppenträgers, Fig. 6, the output current path of the busbar Iso lierbaugruppenträgers,

Fig. 7 eine Sicht auf die Stirnseite eines Iso­ lierbaugruppenträger-Verbandes Fig. 7 is a view of the end face of an Iso assembly assembly assembly

Fig. 8, 9 eine Sicht auf die Vorderseite sowie eine Seitenansicht eines Isolierbaugruppenträ­ gers gemäß einer ersten Alternative, Fig. 8, 9 is a view of the front and a side view of a Isolierbaugruppenträ gers according to a first alternative,

Fig. 10, 11 eine Sicht auf die Vorderseite sowie eine Seitenansicht eines mit Baukomponenten be­ stückten Isolierbaugruppenträgers gemäß ei­ ner ersten Alternative, Fig. 10, 11 is a view of the front and a side view of a building components with be tipped teeth Isolierbaugruppenträgers ei ner according to the first alternative,

Fig. 12, 13 eine Sicht auf die Vorderseite sowie eine Seitenansicht eines Isolierbaugruppenträ­ gers gemäß einer zweiten Alternative, Fig. 12, 13 is a view of the front and a side view of a Isolierbaugruppenträ gers according to a second alternative,

Fig. 14, 15 eine Sicht auf die Vorderseite sowie eine Seitenansicht eines mit Baukomponenten be­ stückten Isolierbaugruppenträgers gemäß ei­ ner zweiten Alternative, Fig. 14, 15 is a view of the front and a side view of a building components with be tipped teeth Isolierbaugruppenträgers ei ner according to the second alternative,

Fig. 16 die Leistungsstrompfadverschienung des Iso­ lierbaugruppenträgers gemäß erster Alterna­ tive, Fig. 16, the output current path of the busbar Iso lierbaugruppenträgers according to the first Alterna tive,

Fig. 17, 18 unterschiedliche Möglichkeiten der elektri­ schen Verbindung benachbarter Isolierbau­ gruppenträger. Fig. 17, 18 different ways of electrical connection between adjacent insulating group carrier.

In Fig. 1 ist eine Sicht auf die Vorderseite eines Iso­ lierbaugruppenträgers dargestellt. Der Isolierbaugruppen­ träger wird vorzugsweise als Guß- oder Druckgußteil aus hochwertigem Isoliermaterial, wie Epoxyharz oder Poly­ esterharz hergestellt. Im Isolierkörper sind die elektri­ schen Verbindungsschienen vorwiegend zur Verschienung der GTO-, Dioden- und Thyristorbauelemente integriert (Lei­ stungsstrompfadverschienung) und vorzugsweise spaltfrei und lückenlos "eingegossen" (hermetisch isolierte "Starkstrom­ platine"). Diese Verbindungsschienen sind vorzugsweise bi­ filar ausgebildet und haben minimal mögliche Längen und Abstände zueinander, um einerseits eine induktivitätsarme Verschienung zu erzielen und andererseits den Isolierbau­ gruppenträger möglichst kompakt zu gestalten. Wesentlich ist, daß die Bauelemente-Verbindungen und Schienen herme­ tisch und lückenlos von Isoliermaterial umschlossen sind, um die Volumenreduktion zu erzielen.In Fig. 1 is a view of the front of an Iso assembly module carrier is shown. The insulating assembly carrier is preferably made as a cast or die-cast part from high quality insulating material such as epoxy resin or polyester resin. In the insulating body, the electrical connecting rails are mainly integrated for splinting the GTO, diode and thyristor components (Lei power circuit path splinting) and preferably "cast in" without gaps and without gaps (hermetically insulated "heavy current circuit board"). These connecting rails are preferably bi-filar and have minimum possible lengths and distances from one another, on the one hand to achieve low-inductance splinting and on the other hand to make the insulating construction group carrier as compact as possible. It is essential that the component connections and rails are hermetically and completely enclosed by insulating material in order to achieve the volume reduction.

Auf der Vorderseite des Isolierbaugruppenträgers 1 sind eingegossene Steckkontaktbuchsen 2 für die Steckkontakte eines Spannverbandes (bestehend aus abschaltbaren Lei­ stungshalbleitern, Kühldosen und gegebenenfalls weiteren Bauelementen, wie Widerständen), eingegossene Steckkontakt­ buchsen 3 zum bedarfsweisen elektrischen Anschluß von in­ nerhalb des Spannverbandes befindlichen, mit Kühldosen thermisch kontaktierten Widerständen, mehrere eingegossene Stützpunkte 4 zur mechanischen Fixierung des Spannverban­ des, eingegossene Steckkontaktbuchsen 5 zum elektrischen Anschluß von Drosseln, Durchbrüche 6 (Aussparungen) zur teilweisen Durchführung von Drosseln sowie mehrere einge­ gossene Befestigungspunkte 7 zur mechanischen Befestigung des Isolierbaugruppenträgers am Gehäuse bzw. Rahmen des Stromrichtermoduls zu erkennen.On the front of the insulating subrack 1 are cast-in plug-in contact sockets 2 for the plug-in contacts of a clamping assembly (comprising power semiconductors which can be switched off, power sockets and possibly further components, such as resistors), cast-in plug-in contact sockets 3 for the electrical connection, if necessary, of thermal sockets located within the clamping assembly Contacted resistors, several cast-in support points 4 for mechanical fixation of the clamping connection of the cast-in plug-in sockets 5 for the electrical connection of chokes, openings 6 (recesses) for the partial implementation of chokes and several cast-in fastening points 7 for mechanical fastening of the insulating subrack to the housing or frame of the Detect converter module.

Die gestrichelt angedeutete, in die elektrisch isolierende Gießharzmasse des Isolierbaugruppenträgers eingebettete Leistungsstrompfadverschienung 8 dient zur galvanisch lei­ tenden Verbindung zwischen einzelnen Bauteilen des Strom­ richtermoduls untereinander. An der Stirnseite des Isolier­ baugruppenträgers befindliche Steckkontaktbuchsen 9 dienen zum Anschluß von Wandlern/Toroiden.The dashed line, embedded in the electrically insulating cast resin compound of the insulating subrack power circuit rail 8 serves for the galvanically conductive connection between individual components of the converter module with one another. At the end of the insulating subrack plug connector sockets 9 are used to connect transducers / toroids.

In Fig. 2 ist eine Sicht auf die Stirnseite eines Isolier­ baugruppenträgers dargestellt. Es sind insbesondere die eingegossenen Steckkontaktbuchsen 9 sowie die eingegossenen Befestigungspunkte 10 für Wandler/Toroide zu erkennen. Mit Ziffer 7 sind wiederum eingegossene Befestigungspunkte zur Montage des Isolierbaugruppenträgers 1 am Rahmen des Strom­ richtermoduls bezeichnet. Der Isolierbaugruppenträger weist einen integrierten Kühler auf, der in Wärmekontakt mit wär­ meproduzierenden Bauelementen - vorzugsweise Beschaltungs­ dioden - steht. Die hydraulischen Anschlüsse 11 (Vor­ lauf/Rücklauf) des Kühlers sind an der Stirnseite des Iso­ lierbaugruppenträgers zugänglich und über Dichtringe an eine Kühlschiene anflanschbar.In Fig. 2, a view of the end face of an insulating subrack is shown. In particular, the cast-in plug-in contact sockets 9 and the cast-in fastening points 10 for transducers / toroids can be seen. Numeral 7 in turn cast attachment points for mounting the insulating subassembly 1 on the frame of the converter module are designated. The insulating subrack has an integrated cooler which is in thermal contact with heat-producing components - preferably wiring diodes. The hydraulic connections 11 (before run / return) of the cooler are accessible at the front of the insulating subrack and can be flanged to a cooling rail via sealing rings.

In Fig. 3 ist eine Sicht auf die Rückseite eines Isolier­ baugruppenträgers dargestellt. Der Isolierbaugruppenträger 1 weist Aufnahmetaschen 12 für Speicherkondensatoren sowie eingegossene Steckkontaktbuchsen 13 innerhalb dieser Ta­ schen für den elektrischen Anschluß der Speicherkondensato­ ren auf. Die Montage der Speicherkondensatoren erfolgt über einen Kondensatordeckel, der über eingegossene Befesti­ gungspunkte 14 mit dem Isolierbaugruppenträger verbunden wird. Ferner sind eingegossene Steckkontaktbuchsen 15 zur elektrischen Kontaktierung eines RC-Gliedes (Beschaltungs­ bauelement für GTO-Thyristor) sowie die Steckkontaktbuchsen 3 zur Kontaktierung von Widerständen zu erkennen. Die Steckkontaktbuchsen 3 sind durchgängig von der Vorderseite zur Rückseite, so daß der Isolierbaugruppenträger univer­ sell sowohl für innerhalb des Spannverbandes angeordnete Widerstände kleinerer Leistung (elektrischer Anschluß er­ folgt über Steckkontaktbuchsen 3 der Vorderseite) als auch für separat innerhalb des Stromrichtermoduls befindliche Widerstände größerer Leistung (elektrischer Anschluß er­ folgt über Steckkontaktbuchsen 3 der Rückseite) geeignet ist.In Fig. 3 a view of the rear of an insulating subrack is shown. The insulating subrack 1 has receiving pockets 12 for storage capacitors and cast connector sockets 13 within these pockets for the electrical connection of the storage capacitors. The storage capacitors are mounted on a capacitor cover, which is connected to the insulating subrack by means of cast fastening points 14 . Furthermore, cast plug-in sockets 15 for electrical contacting of an RC element (circuit component for GTO thyristor) and the plug-in contact sockets 3 for contacting resistors can be seen. The plug contact sockets 3 are continuous from the front to the rear, so that the insulating subrack univer sell both for resistors of lower power arranged within the clamping assembly (electrical connection follows via plug contact sockets 3 on the front) and for resistors of higher power located separately within the converter module (electrical Connection it follows via plug contact sockets 3 on the rear) is suitable.

Fig. 3 zeigt ferner die im Gießharz integrierte Leistungs­ strompfadverschienung 8, die Befestigungspunkte 7 zur me­ chanischen Befestigung des Isolierbaugruppenträgers, die Durchbrüche 6 für die Drosseln sowie die eingegossenen Steckkontaktbuchsen 5 für den elektrischen Anschluß der Drosseln. Die Aussparung 26 (Aufnahmetasche) ermöglicht den präzisen Sitz der vorzugsweise zu einer Einheit mit einer Kühlvorrichtung vormontierten Drosseln. Die Drosselmontage erfolgt über eingegossene Befestigungspunkte 27, wobei die Befestigungspunkte 7 und 27 zumindest teilweise zusammen­ fallen können. Fig. 3 also shows the integrated power resin power rail 8 , the mounting points 7 for me mechanical attachment of the insulating subrack, the openings 6 for the chokes and the cast connector sockets 5 for the electrical connection of the chokes. The recess 26 (receiving pocket) enables the throttles, which are preferably pre-assembled to form a unit with a cooling device, to be seated precisely. The throttle assembly takes place via cast-in fastening points 27 , wherein the fastening points 7 and 27 can at least partially coincide.

In Fig. 3 ist ferner eine am Grunde einer Aufnahmetasche 17 für Beschaltungsdioden befindliche Kühler-Kontaktfläche 16 des vorstehend bereits erwähnten eingegossenen Kühlers (siehe Ziffer 20 gemäß Fig. 5) zu erkennen. Sowohl der elektrische Anschluß als auch die Montage der Beschaltungs­ dioden erfolgt über elektrische Kontaktflächen 18 für Di­ odenanschluß mit integrierten Gewindebohrungen. Die elek­ trische Isolierung zwischen dem elektrisch geerdeten Kühler und den Beschaltungsdioden erfolgt mittels gut wärmeleiten­ der Isolierscheiben - vorzugsweise AIN-Scheiben -, die auf die Kühler-Kontaktflächen gelegt sind. Über den Beschal­ tungsdioden sind zweckmäßig Beschaltungskondensatoren ange­ ordnet, deren elektrischen Anschlüsse einmal über eingegos­ sene Steckkontaktbuchsen 19 erfolgt und zum anderen mittels einer nicht gezeigten Direktkontaktierung im Kondensator­ deckel. Der Kondensatordeckel ist an Befestigungspunkten 14′ montiert. FIG. 3 also shows a cooler contact surface 16 of the cast-in cooler mentioned above at the base of a receiving pocket 17 for circuit diodes (see number 20 according to FIG. 5). Both the electrical connection and the assembly of the wiring diodes takes place via electrical contact surfaces 18 for diode connection with integrated threaded holes. The electrical insulation between the electrically grounded cooler and the circuit diodes is carried out by means of good thermal conductivity of the insulating washers - preferably AIN washers - which are placed on the cooler contact surfaces. Above the wiring diodes, wiring capacitors are expediently arranged, the electrical connections of which are made via one of the plug sockets 19 , and the other is by means of a direct contact, not shown in the capacitor cover. The capacitor cover is mounted at attachment points 14 '.

Allgemein ist es von Vorteil, daß die zylinderförmigen Kon­ densatoren und die Drosseln bezüglich ihrer Hauptachsen rechtwinklig zum Isolierbaugruppenträger angeordnet sind. In general, it is advantageous that the cylindrical Kon capacitors and chokes with respect to their main axes are arranged at right angles to the insulating subrack.  

Hierdurch können ohne Änderung des Isolierbaugruppenträgers wahlweise Beschaltungsbauelemente unterschiedlicher Nenn­ werte, wie Spannung, Kapazität, Induktivität usw. und damit unterschiedlicher Baulänge eingesetzt werden, um Stromrich­ termodule unterschiedlicher Art (Spannungsklassen, Lei­ stung) zu schaffen.This allows you to change the insulating subrack optional circuit components of different nominal values such as voltage, capacitance, inductance etc. and so on different lengths can be used to Stromrich Term modules of different types (voltage classes, lei stung) to create.

In Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines Isolierbaugruppen­ trägers 1 dargestellt. Es sind die eingegossenen Steckkon­ taktbuchsen 2, 3, 5, 9, 13, 15, 19, der eingegossene Stütz­ punkt 4, der Befestigungspunkt 27 sowie die Aufnahmetasche 12 für Speicherkondensatoren zu erkennen.In Fig. 4 a side view of an insulating assembly carrier 1 is shown. There are the cast-in plug contacts 2 , 3 , 5 , 9 , 13 , 15 , 19 , the cast-in support point 4 , the fastening point 27 and the receiving pocket 12 for storage capacitors.

In Fig. 5 ist ein seitlicher Schnitt durch einen Isolier­ baugruppenträger längs einer Schnittlinie A-A dargestellt. Die Schnittlinie A-A ist in den Fig. 1 und 3 gezeigt. Insbesondere ist die Integration der Leistungsstrompfadver­ schienung 8 innerhalb des Isolierbaugruppenträgers 1 deut­ lich zu erkennen. Die Leistungsstrompfadverschienung 8 wird vorzugsweise mit Polyimid beschichtet und erst anschließend im Gießharz eingegossen, wodurch sich eine elastische Ein­ bettung ergibt. Im einzelnen zeigt Fig. 5 eingegossene Steckkontaktbuchsen 2, 5, 9, 13, einen Befestigungspunkt 7, einen Stützpunkt 4 und den integrierten Kühler 20, dessen hydraulischer Anschluß 11 bereits unter Fig. 2 erwähnt ist.In Fig. 5 is a side section through an insulating subrack along a section line AA. The section line AA is shown in FIGS. 1 and 3. In particular, the integration of the power current path 8 can be seen clearly within the insulating subrack 1 . The power current rail 8 is preferably coated with polyimide and only then poured into the casting resin, resulting in an elastic embedding. In particular, FIG. 5 shows cast plug contact sockets 2, 5, 9, 13, a fastening point 7, a base 4 and the built-in cooler 20, the hydraulic connection 11 already Fig. 2 is mentioned.

In Fig. 6 ist die Leistungsstrompfadverschienung 8 des Isolierbaugruppenträgers vor dem Einguß dargestellt. Um nachteiligen Wirkungen des "Skineffekts" (beispielsweise ungleichmäßige Erwärmung der stromführenden Leiter) zu be­ gegnen, sind die einzelnen Stromschienen geschichtet aufge­ baut. Die Steckkontaktbuchsen, wie beispielsweise 2, 5, 9 sind galvanisch leitend mit den Stromschienen verbunden. In Fig. 6, the power current rail 8 of the insulating subrack is shown before the gate. To counter adverse effects of the "skin effect" (for example, uneven heating of the current-carrying conductors), the individual busbars are built up in layers. The plug contact sockets, such as 2 , 5 , 9, are electrically conductively connected to the busbars.

In Fig. 7 ist eine Sicht auf die Stirnseite eines Isolier­ baugruppenträger-Verbandes schematisch dargestellt. Durch einen derartigen Isolierbaugruppenträger-Verband wird ein mehrphasiges Stromrichtermodul geschaffen. Der Isolierbau­ gruppenträger-Verband 25 weist mehrere Isolierbaugruppen­ träger 1, 21, 22, 23 auf, die derart nebeneinander angeord­ net und mit dem Rahmen des Stromrichtermoduls verbunden sind, daß die hydraulischen Anschlüsse 11 an eine gemein­ same, durchgängige Kühlschiene 24 anflanschbar sind. Die Steckkontaktbuchsen 9 für externe Wandler liegen auf gereiht nebeneinander, so daß ein sehr einfacher externer Anschluß des Stromrichtermoduls ermöglicht wird.In Fig. 7, a view of the end face of an insulating assembly assembly is shown schematically. A multiphase converter module is created by such an insulating subrack assembly. The Isolierbau group carrier association 25 has a plurality of insulating assemblies carrier 1 , 21 , 22 , 23 , which are arranged side by side in such a way and connected to the frame of the converter module that the hydraulic connections 11 can be flanged to a common, continuous cooling rail 24 . The plug contact sockets 9 for external converters are lined up next to one another, so that a very simple external connection of the converter module is made possible.

Damit die Kühlschiene nicht nur Dioden, sondern die ge­ samten Isolierbaugruppenträger kühlt, kann sich elastische Wärmeleitpaste zwischen der Kühlschiene und den Isolierbau­ gruppenträgern befinden.So that the cooling rail not only diodes, but the ge entire insulation subrack cools, can become elastic Thermal grease between the cooling rail and the insulation group carriers.

Die vorstehend erwähnten Aufnahmetaschen 12, 17, 26 sind derart ausgebildet, daß ein abgedichteter, rüttelfester Einbau der Bauelemente (insbesondere Kondensatoren, Dioden, Drosseln) unterstützt wird. Dichtringe an den Seitenwandun­ gen der Aufnahmetaschen stellen eine elastische und abge­ dichtete mechanische Verbindung sicher. Das Eindringen von Feuchtigkeit wird verhindert und Kriechwege werden verlän­ gert. Eine ähnliche Montagetechnik kann auch bei den Steck­ kontaktbuchsen erfolgen, indem die Anpreßkraft zwischen Steckkontakten und Buchsen durch einen elastischen O-Ring erhöht wird. Zudem ergibt sich ein Schutz vor Staub und Schmutz, wodurch sich eine dauerhafte Isolation der elek­ trischen Kontakte ergibt. Zur Kriechwegerhöhung und damit zur Erhöhung der maximal anlegbaren Spannung sind zwischen den Steckkontaktbuchsen mit unterschiedlichen Potentialen jeweils Rippenkonturen am Isolierbaugruppenträger vorgese­ hen. The above-mentioned receiving pockets 12 , 17 , 26 are designed such that a sealed, vibration-proof installation of the components (in particular capacitors, diodes, chokes) is supported. Sealing rings on the side walls of the receiving pockets ensure an elastic and sealed mechanical connection. The penetration of moisture is prevented and creepage distances are extended. A similar assembly technique can also be done with the plug contact sockets by increasing the contact pressure between plug contacts and sockets by means of an elastic O-ring. In addition, there is protection against dust and dirt, which results in permanent insulation of the electrical contacts. To increase the creepage distance and thus to increase the maximum voltage that can be applied, rib contours are provided on the insulating subrack between the plug contact sockets with different potentials.

Bei einer ersten Variante des Isolierbaugruppenträgers sind die Toroide/Durchführungen gesteckt und damit nicht inte­ graler Bestandteil des Isolierbaugruppenträgers selbst. In den Fig. 2, 3, 4, 5 und 7 ist diese Variante gestrichelt angedeutet, wobei die Steckbuchse des Toroid/Wandlers mit Ziffer 28 bezeichnet ist.In a first variant of the insulating subrack, the toroids / bushings are plugged in and are therefore not an integral part of the insulating subrack itself. This variant is indicated by dashed lines in FIGS . 2, 3, 4, 5 and 7, the socket of the toroid / converter being numbered 28 is designated.

Bei einer zweiten Variante des Isolierbaugruppenträgers entfällt der die Drosseln tragende Abschnitt des Isolier­ baugruppenträgers, während der Isolierbaugruppenträger im übrigen unverändert bleibt. Diese Variante ist für lei­ stungsschwächere Stromrichtermodule geeignet, bei denen keine leistungsstarken, flüssigkeitsgekühlten Drosseln er­ forderlich sind.In a second variant of the insulating subrack the section of the insulation carrying the chokes is eliminated subrack, while the insulating subrack in remaining unchanged. This variant is for lei less powerful converter modules suitable for which no powerful, liquid-cooled chokes are required.

Bei einer dritten Variante des Isolierbaugruppenträgers be­ findet sich der hydraulische Anschluß für den Kühler nicht mehr an der Stirnseite, sondern an der Vorderseite in der Nähe der Spannverband-Montagepunkte. Diese Variante wird vorzugsweise eingesetzt, wenn keine flüssigkeitsgekühlte Drosseln erforderlich sind (siehe zweite Variante).In a third variant of the insulating subrack be there is no hydraulic connection for the radiator more at the front, but at the front in the Close to the tension bandage assembly points. This variant will preferably used when no liquid-cooled Chokes are required (see second variant).

Bei einer vierten Variante sind die Verbindungen zwischen der Kühlschiene und den einzelnen Isolierbaugruppenträgern derart massiv ausgebildet, daß der Isolierbaugruppenträ­ ger-Verband durch die Kühlschiene mechanisch verstärkt wird, wobei die Kühlschiene quasi als zusätzlicher mechani­ scher Gerüstträger dient.In a fourth variant, the connections between the cooling rail and the individual insulating subracks so massive that the Isolierraugruppenträ ger bandage mechanically reinforced by the cooling rail is, the cooling rail quasi as an additional mechani scaffold girder.

In Fig. 8 ist eine Sicht auf die Vorderseite eines Iso­ lierbaugruppenträgers 29 gemäß einer ersten Alternative dargestellt. Bei dieser ersten Alternative - die in den Fig. 8 bis 11 gezeigt ist - sind im Unterschied zur Grund­ bauform gemäß den Fig. 1 bis 6 zusätzlich die Zwischen­ kreisschienen einer Stromrichterkonfiguration Gleichrichter - Zwischenkreis - Wechselrichter anteilig ("modulteilig") im Isolierbaugruppenträger selbst integriert. Dies gilt auch für die zweite Alternative gemäß den Fig. 12 bis 15, wobei sich erste und zweite Alternative darin unter­ scheiden, daß bei der zweiten Alternative der die Drosseln tragende Abschnitt des Isolierbaugruppenträgers entfällt (siehe auch vorstehend erwähnte zweite Variante der Grund­ bauform). Beim Isolierbaugruppenträger gemäß erster und zweiter Alternative entfallen die Aufnahmetaschen und Kon­ taktbuchsen für aufschraubbare Toroid-Wandler, so daß le­ diglich eine Aufnahmetasche 30 für einen AC-Wandler vorhan­ den ist. Alternativ kann der AC-Wandler-Durchführungsbolzen auch eingegossen sein.In Fig. 8 is a view of the front of an insulating assembly 29 is shown according to a first alternative. In this first alternative - which is shown in FIGS . 8 to 11 - in contrast to the basic design according to FIGS . 1 to 6, the intermediate circuit rails of a converter configuration rectifier - intermediate circuit inverter are also partially ("module-divided") integrated in the insulating subrack itself . This also applies to the second alternative according to FIGS. 12 to 15, the first and second alternatives differing in the fact that in the second alternative the section of the insulating module carrier carrying the chokes is omitted (see also the aforementioned second variant of the basic design). In the insulating subrack according to the first and second alternative, the receiving pockets and contact bushings for screw-on toroidal converters are omitted, so that a receiving pocket 30 for an AC converter is available. Alternatively, the AC converter bushing bolt can also be cast in.

In Fig. 9 ist eine Seitenansicht des Isolierbaugruppenträ­ gers 29 gemäß der ersten Alternative dargestellt. Es ist skizziert angedeutet, daß die Zwischenkreisschienen 31, 32 sowie eine Mittenpotentialschiene 33 im kurzschenkligen Ab­ schnitt des L-förmigen Isolierbaugruppenträgers 29 inte­ griert sind. Die Schienen 31, 32, 33 sind eingegossen, wo­ bei Anschlüsse (siehe Ziffern 49, 50, 51 gemäß Fig. 16) ausgespart sind. Parallel zu den Schienen verlaufen Aufnah­ menuten 35, 36, die Verbindungsbrücken für die Verbindung mit benachbarten Isolierbaugruppenträgern aufnehmen und die bei leistungsstarken Stromrichtergeräten mit hohem Zwi­ schenkreisstrom neben der Verbindung der einzelnen Schienen benachbarter Isolierbaugruppenträger zusätzlich Stromfüh­ rungsaufgaben übernehmen. In Fig. 9 ist ein Toroid-Wandler 34 (di/dt-Wandler) skizziert, der die in den Phasen bzw. aus der Phase ggf. fließenden Kurzschlußstromanstiege er­ faßt. Jeder Schiene 31, 32 ist ein derartiger Toroid-Wand­ ler (Impulswandler) zugeordnet. Diese Toroid-Wandler sind vorzugsweise im Isolierbaugruppenträger eingegossen, wo­ durch sich Kostenvorteile gegenüber eigenen, aufsteckbaren Wandlern ergeben und zudem Raum und Gewicht eingespart werden. In Fig. 9 a side view of the Isolierbaugruppenträ gers 29 is shown according to the first alternative. It is outlined that the intermediate circuit rails 31 , 32 and a center potential rail 33 in the short-legged section from the L-shaped insulating subrack 29 are integrated. The rails 31 , 32 , 33 are cast in where there are recesses in connections (see numbers 49 , 50 , 51 according to FIG. 16). Running parallel to the rails are receiving grooves 35 , 36 , which accommodate connecting bridges for the connection to neighboring insulating subracks and which, in addition to connecting the individual rails of adjacent insulating subracks, also perform current management tasks in the case of powerful converter devices with a high intermediate circuit current. In Fig. 9, a toroidal converter 34 (di / dt converter) is outlined, which he summarizes the short-circuit current increases possibly flowing in the phases or out of the phase. Each rail 31 , 32 is associated with such a toroidal converter (pulse converter). These toroidal converters are preferably cast in the insulating subrack, which results in cost advantages compared to plug-in converters of its own and also saves space and weight.

In Fig. 10 ist eine Sicht auf die Vorderseite eines mit Baukomponenten bestückten Isolierbaugruppenträgers gemäß der ersten Alternative dargestellt. Es sind der Spannver­ band 37 mit Halbleiterzellen und Kühlkörpern, der Kühlmit­ telverteiler 38 zur Versorgung der Spannverband-Kühlkörper mit Kühlflüssigkeit, der Kühlmittelanschluß 39 für die Drossel und der AC-Wandler 40 zu erkennen. FIG. 10 shows a view of the front of an insulating sub-rack equipped with structural components according to the first alternative. There are the Spannver band 37 with semiconductor cells and heat sinks, the coolant telverteiler 38 to supply the clamping bandage heat sink with coolant, the coolant connection 39 for the throttle and the AC converter 40 can be seen.

In Fig. 11 ist eine Seitenansicht eines mit Baukomponenten bestückten Isolierbaugruppenträgers gemäß der ersten Alter­ native dargestellt. Die Zwischenkreisschienen 31, 32 und die Mittenpotentialschiene 33 sind wiederum angedeutet. Es sind eine Drossel 41, Kondensatoren 42, eine Beschaltungs­ diode 43, der AC-Wandler 40, der Spannverband 37, der Kühl­ mittelverteiler 38 und der Kühlmittelanschluß 39 für die Drossel zu erkennen. FIG. 11 shows a side view of an insulating subassembly equipped with structural components according to the first alternative. The intermediate circuit rails 31 , 32 and the center potential rail 33 are again indicated. There are a choke 41 , capacitors 42 , a wiring diode 43 , the AC converter 40 , the clamping assembly 37 , the coolant distributor 38 and the coolant connection 39 for the throttle.

In den Fig. 12 und 13 sind eine Sicht auf die Vorder­ seite sowie eine Seitenansicht eines Isolierbaugruppenträ­ gers 29′ gemäß der zweiten Alternative dargestellt. Es sind eine Aufnahmetasche 30′ für einen AC-Wandler, die Zwischen­ kreisschienen 31′, 32′, Mittenpotentialschiene 33′ und die Aufnahmenuten 35′, 36′ für Verbindungsbrücken oder Zusatz­ schienen zu erkennen. Diese Version eignet sich auch sehr gut für symmetrische Stromrichterschaltungen, z. B. die Mc- Murray-Schaltung, wobei die Speicherkondensatoren entfallen und die Drossel den derart gebildeten freien Raum ausfüllt (siehe gestrichelte Linie). Der Isolierbaugruppenträger ist somit vorteilhaft universell für unterschiedliche Strom­ richterschaltungen verwendbar.In Figs. 12 and 13 a side view to the front and a side view are of a Isolierbaugruppenträ gers 29 'is shown according to the second alternative. There are a receiving pocket 30 'for an AC converter, the intermediate circular rails 31 ', 32 ', center potential rail 33 ' and the grooves 35 ', 36 ' for connecting bridges or additional rails can be seen. This version is also very suitable for symmetrical converter circuits, e.g. B. the Mc-Murray circuit, the storage capacitors are omitted and the choke fills the free space thus formed (see dashed line). The insulating subrack is thus advantageously universally usable for different converter circuits.

In den Fig. 14 und 15 sind eine Sicht auf die Vorder­ seite sowie eine Seitenansicht eines mit Baukomponenten be­ stückten Isolierbaugruppenträgers gemäß der zweiten Alter­ native dargestellt. Es sind außer den Zwischenkreisschienen 31′, 32′ und der Mittenpotentialschiene 33′ der Spannver­ band 37′, der Kühlmittelverteiler 38′, der Kühlmittelan­ schluß 39′ für die externe, d. h. nicht am Isolierbaugrup­ penträger selbst angebrachte Drossel, der AC-Wandler 40′, die Kondensatoren 42′ und die Beschaltungsdiode 43′ zu er­ kennen. Der Kühlmittelanschluß 39′ führt über eine Kühlmit­ telleitung 44 zur externen Drossel.In Figs. 14 and 15 are a side view to the front and a side view of a building components with be tipped teeth Isolierbaugruppenträgers the second age illustrated in accordance with native. There are in addition to the intermediate circuit rails 31 ', 32 ' and the center potential rail 33 'of the Spannver band 37 ', the coolant distributor 38 ', the coolant circuit 39 ' for the external, ie not attached to the Isolierbaugrup carrier itself, the AC converter 40 ' to know the capacitors 42 'and the wiring diode 43 '. The coolant connection 39 'leads via a coolant line 44 to the external throttle.

In Fig. 16 ist die Leistungsstrompfadverschienung 45 des Isolierbaugruppenträgers gemäß erster Alternative darge­ stellt. Die Leistungsstrompfadverschienung 45 weist zusätz­ lich zur Leistungsstrompfadverschienung 8 gemäß Fig. 6 die vorstehend bereits erwähnten Zwischenkreisschienen 31, 32 sowie die Mittenpotentialschiene 33 auf. Die Toroid-Wandler 34 umgreifen Leiterquerschnittsverengungen 46 an den Ver­ bindungen zwischen den Zwischenkreisschienen und der übri­ gen Leistungsstrompfadverschienung. Die mit Hilfe der To­ roid-Wandler 34 produzierten Signalspannungen bei Stromän­ derung sind über Anschlußleitungen 47 abgreifbar. Mit Zif­ fer 48 ist die Steckkontaktbuchse oder die Aufschraubfläche für einen festen Durchführungswandlerbolzen für den AC-Wandler bezeichnet.In Fig. 16, the power current rail 45 of the insulating subrack according to the first alternative is Darge. The power current rail 45 has additional to the power current rail 8 according to FIG. 6, the above-mentioned intermediate circuit rails 31 , 32 and the center potential rail 33 . The toroid transducers 34 encompass conductor cross-sectional constrictions 46 at the connections between the intermediate circuit rails and the rest of the power current path rail. The signal voltages produced with the help of the To roid converter 34 at Stromän change can be tapped via connecting lines 47 . Zif fer 48 denotes the plug contact socket or the screw-on surface for a fixed bushing converter bolt for the AC converter.

Um bei einer Mehrphasenanordnung die Zwischenkreisschienen 31, 32 und die Mittenpotentialschiene 33 in einfacher Weise mit benachbarten Zwischenkreisschienen und Mittenpotential­ schienen elektrisch kontaktieren zu können (siehe Isolier­ baugruppenträger-Verband gemäß Fig. 7), sind die Zwischen­ kreisschienen 31 bzw. 32 mit Anschlüssen 49 bzw. 50 sowie die Mittenpotentialschiene 33 mit Anschlüssen 51 versehen. In den Fig. 17 und 18 ist dargestellt, welche Möglich­ keiten hinsichtlich der elektrischen Kontaktierung der Schienen 31, 32, 33 benachbarter Isolierbaugruppenträger bestehen.In order to be able to electrically contact the intermediate circuit rails 31 , 32 and the center potential rail 33 in a multi-phase arrangement in a simple manner with adjacent intermediate circuit rails and center potential rails (see insulating subrack assembly according to FIG. 7), the intermediate circuit rails 31 and 32 with connections 49 and 50 and the center potential rail 33 are provided with connections 51 . In Figs. 17 and 18 is shown, which speeds possible with regard to the electrical contact with the rails 31, 32, 33 consist of adjacent Isolierbaugruppenträger.

In Fig. 17 sind zwei Leistungsstrompfadverschienungen 45, 45′ von zwei benachbarten Isolierbaugruppenträger zu erken­ nen, deren Zwischenkreisschienen und Mittenpotentialschie­ nen über Verbindungsbrücken 52, 53 elektrisch miteinander verbunden sind. Dabei sind die Verbindungsbrücken 52, 53 beispielsweise mit den Anschlüssen 49, 50, 51 der Schienen verschraubt. Die Verbindungsbrücken 52 liegen in den Auf­ nahmenuten 35, 36. Diese erste Möglichkeit der Schienenver­ bindung wird im unteren und mittleren Leistungsbereich ein­ gesetzt, wobei zu gewährleisten ist, daß die über die Schienen 31, 32, 33 und Verbindungsbrücken 52, 53 fließen­ den Ströme nicht zu einer unzulässig hohen thermischen Be­ lastung führen.In Fig. 17, two power current busbars 45 , 45 'of two adjacent insulating subracks are to be recognized, whose intermediate circuit rails and center potential rails are electrically connected to one another via connecting bridges 52 , 53 . The connecting bridges 52 , 53 are screwed, for example, to the connections 49 , 50 , 51 of the rails. The connecting bridges 52 are located in the grooves 35 , 36 . This first option of the rail connection is used in the lower and medium power range, it being necessary to ensure that the currents flowing over the rails 31 , 32 , 33 and connecting bridges 52 , 53 do not lead to an impermissibly high thermal load.

Im oberen Leistungsbereich bei hoher Strombelastung kommt die in Fig. 18 dargestellte zweite Möglichkeit der Schie­ nenverbindung benachbarter Leistungsstrompfadverschienungen 45, 45′ zum Einsatz. Hierbei dienen Zusatzschienen 54 zur Verbindung der Zwischenkreisschienen über deren Anschlüsse 49, 50. Diese Zusatzschienen 54 nehmen neben der Verbin­ dungsaufgabe zusätzlich Stromführungsaufgaben wahr. Die Mittenpotentialschienen werden wie auch beim Beispiel gemäß Fig. 17 über Verbindungsbrücken 53 elektrisch kontaktiert.In the upper power range with a high current load, the second possibility shown in FIG. 18 of the rail connection of adjacent power current path rails 45 , 45 'is used. Additional rails 54 are used to connect the DC link rails via their connections 49 , 50 . These additional rails 54 additionally take the next Verbin-making task current managerial responsibilities. As in the example according to FIG. 17, the center potential rails are electrically contacted via connecting bridges 53 .

Bei den vorstehend erläuterten Alternativen mit im Isolier­ baugruppenträger integrierten anteiligen Zwischenkreis­ schienen ist es darüberhinaus in einfacher Weise möglich, die Zwischenkreisschienen mit zusätzlichen Anschlüssen für die Verbindung mit extern angeordneten Zwischenkreiskonden­ satoren und/oder Zwischenkreisinduktivitäten zu versehen.In the above-mentioned alternatives with insulation Subrack integrated proportional DC link rails it is also possible in a simple manner the DC link rails with additional connections for the connection with externally arranged DC link capacitors to provide sensors and / or DC link inductors.

Claims (18)

1. Flüssigkeitsgekühltes Stromrichtermodul mit mindestens einem ab­ schaltbaren Leistungshalbleiter und einer aus mehreren Bauelementen - wie Kondensator, Drossel und Diode - bestehenden Beschaltung für den abschalt­ baren Leistungshalbleiter, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß alle wesentlichen Bauelemente der Beschaltung für einen ab­ schaltbaren Leistungshalbleiter auf einem einzigen Isolierbaugruppen­ träger (1, 21 bis 23, 29, 29′) angeordnet sind,
  • - daß der Isolierbaugruppenträger mit einer integrierten elektrischen Leistungsstrompfadverschienung (8, 45, 45′) zur Verschaltung der Be­ schaltungsbauelemente und mit elektrischen Anschlüssen (2, 3, 5, 9, 13, 15, 18, 19) zur Kontaktierung der Beschaltungsbauelemente und Beschaltungsanschlüsse versehen ist,
  • - daß der Isolierbaugruppenträger Mittel (4, 6, 10, 12, 14, 17, 26, 27) zur me­ chanischen Befestigung der Beschaltungsbauelemente aufweist,
  • - daß im Isolierbaugruppenträger mindestens ein Flüssigkeitskühler zur Kühlung wärmeproduzierender Bauelemente integriert ist,
  • - daß der Isolierbaugruppenträger als Guß- oder Druckgußteil aus hochwertigem Isoliermaterial, wie Epoxyharz oder Polyesterharz her­ stellbar ist, und
  • - daß bei einem mehrphasigen Stromrichtermodul ein Iso­ lierbaugruppenträger je Phase vorgesehen ist, wobei die einzelnen Isolierbaugruppenträger aneinanderreihbar und zu einem Isolierbau­ gruppenträger-Verband (25) verbindbar sind.
1. Liquid-cooled power converter module with at least one power semiconductor that can be switched off and a circuit for the power semiconductor that can be switched off, consisting of several components, such as a capacitor, choke and diode, characterized in that
  • - That all the essential components of the circuit for a switchable power semiconductor on a single insulating module carrier ( 1 , 21 to 23 , 29 , 29 ') are arranged,
  • - That the insulating subrack with an integrated electrical power current rail ( 8 , 45 , 45 ') for interconnecting the loading circuit components and with electrical connections ( 2 , 3 , 5 , 9 , 13 , 15 , 18 , 19 ) for contacting the wiring components and wiring connections is
  • - That the insulating subassembly has means ( 4 , 6 , 10 , 12 , 14 , 17 , 26 , 27 ) for mechanical attachment of the wiring components,
  • that at least one liquid cooler for cooling heat-producing components is integrated in the insulating subrack,
  • - That the insulating subrack as a casting or die-cast part made of high quality insulating material, such as epoxy resin or polyester resin, is adjustable, and
  • - That in a multi-phase converter module an Iso lier module rack is provided per phase, the individual insulating module rack can be strung together and connected to an insulating group carrier assembly ( 25 ).
2. Stromrichtermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierbaugruppenträger (1, 21 bis 23, 29,29′) Steckkontaktbuchsen (2) für die Steckkontakte eines Spannverbandes aufweist.That the Isolierbaugruppenträger (1, 21 to 23, 29,29 ') plug contact socket (2) 2nd power converter module according to claim 1, characterized in that the plug contacts for a clamping association. 3. Stromrichtermodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Isolierbaugruppenträger (1, 21 bis 23, 29, 29′) Steckkontakt­ buchsen (3, 5, 9, 13, 15, 19) für den Anschluß von Widerständen oder Drosseln oder Wandlern oder Toroiden oder Speicherkondensatoren oder RC-Gliedern oder Dioden oder Beschaltungskondensatoren aufweist.3. Converter module according to claim 1 or 2, characterized in that the insulating subrack ( 1 , 21 to 23 , 29 , 29 ') plug contact sockets ( 3 , 5 , 9 , 13 , 15 , 19 ) for the connection of resistors or chokes or transducers or toroids or storage capacitors or RC elements or diodes or wiring capacitors. 4. Stromrichtermodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckkontaktbuchsen (3) zumindest teilweise durchgängig verlaufen, um den beidseitigen Anschluß von Bauelementen unterschiedlicher Leistungsklas­ sen oder Spannungsklassen zu ermöglichen.4. Converter module according to claim 3, characterized in that the plug contact sockets ( 3 ) run at least partially continuously in order to enable the double-sided connection of components of different power classes or voltage classes. 5. Stromrichtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest einzelne Bauelemente, wie Kondensatoren, Drosseln und Dioden in Aufnahmetaschen (12, 17, 26) des Isolierbaugruppen­ trägers tauchen, die eine mechanische Befestigung und elektrische Isolierung unterstützen, wobei elastische Dichtringe an den Seitenwandungen der Auf­ nahmetaschen vorgesehen sind.5. converter module according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least individual components, such as capacitors, chokes and diodes in receiving pockets ( 12 , 17 , 26 ) of the insulating submersible support, which support mechanical fastening and electrical insulation, wherein elastic sealing rings are provided on the side walls of the receiving pockets. 6. Stromrichtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest einzelne Bauelemente, wie Drosseln, teilweise in Aussparungen (6) des Isolierbaugruppenträgers mechanisch fixiert sind.6. Converter module according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least individual components, such as chokes, are partially mechanically fixed in recesses ( 6 ) of the insulating subrack. 7. Stromrichtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest einzelne Bauelemente bezüglich ihrer Hauptach­ se rechtwinklig zum Isolierbaugruppenträger angeordnet sind, so daß Bauele­ mente unterschiedlicher Baulänge einsetzbar sind.7. converter module according to one of claims 1 to 6, characterized ge indicates that at least individual components with respect to their main axis se are arranged at right angles to the insulating subrack, so that Bauele elements of different lengths can be used. 8. Stromrichtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leistungsstrompfadverschienung (8, 45, 45′) geschichtet aufgebaut ist, um dem Skineffekt entgegenzuwirken.8. Converter module according to one of claims 1 to 7, characterized in that the power current rail ( 8 , 45 , 45 ') is constructed in layers to counteract the skin effect. 9. Stromrichtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leistungsstrompfadverschienung (8, 45, 45′) mit Polyimid beschichtet ist und erst anschließend in Isoliermaterial eingebettet wird.9. Converter module according to one of claims 1 to 8, characterized in that the power current rail ( 8 , 45 , 45 ') is coated with polyimide and is only then embedded in insulating material. 10. Stromrichtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Stromsensoren in Form von Toroiden oder Wandlern inte­ graler Bestandteil des Isolierbaugruppenträgers (1, 21 bis 23, 29, 29′) sind. 10. Converter module according to one of claims 1 to 9, characterized in that current sensors in the form of toroids or transducers inte gral component of the insulating subrack ( 1 , 21 to 23 , 29 , 29 '). 11. Stromrichtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Anschlüsse (11) des Kühlers (20) über Dichtringe an eine Kühlschiene (24) anflanschbar sind.11. Converter module according to one of claims 1 to 10, characterized in that the hydraulic connections ( 11 ) of the cooler ( 20 ) can be flanged to a cooling rail ( 24 ) via sealing rings. 12. Stromrichtermodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlschiene (24) bei Aneinanderreihung mehrerer Isolierbaugruppen­ träger nebeneinander die mechanische Verbindung des derart gebildeten Iso­ lierbaugruppenträger-Verbandes (25) unterstützt.12. Power converter module according to claim 11, characterized in that the cooling rail ( 24 ) supports a mechanical connection of the insulating assembly carrier assembly ( 25 ) formed in this way when a plurality of insulating assemblies are juxtaposed. 13. Stromrichtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsstrompfadverschienung (45, 45′) zusätzlich die Zwischenkreisschienen (31, 31′, 32, 32′) eines mehrphasigen Isolierbaugrup­ penträger-Verbandes (25) enthält.13. Converter module according to one of claims 1 to 12, characterized in that the power current rail ( 45 , 45 ') additionally contains the intermediate circuit rails ( 31 , 31 ', 32 , 32 ') of a multi-phase insulating module carrier assembly ( 25 ). 14. Stromrichtermodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsstrompfadverschienung (45, 45′) zusätzlich eine Mittenpoten­ tialschiene (33, 33′) eines mehrphasigen Isolierbaugruppenträger-Verbandes (25) enthält.14. Converter module according to claim 13, characterized in that the power current rail ( 45 , 45 ') additionally contains a Mittenpoten tialschiene ( 33 , 33 ') of a multi-phase insulating subassembly ( 25 ). 15. Stromrichtermodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß DC-Wandler (34) an Leiterquerschnittsverengungen (45, 45′) der Zuleitun­ gen zu den oder der Ableitungen von den Zwischenkreisschienen (31, 31′, 32,32′) angeordnet und im Isolierbaugruppenträger integriert sind.15. Converter module according to claim 13, characterized in that DC converter ( 34 ) at conductor cross- sectional constrictions ( 45 , 45 ') of the supply lines to or the derivatives of the intermediate circuit rails ( 31 , 31 ', 32,32 ') arranged and in Insulated subracks are integrated. 16. Stromrichtermodul nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Leistungsstrompfadverschienungen (45, 45′) und insbesondere der Zwischenkreisschienen oder Mittenpotential­ schienen benachbarter Isolierbaugruppenträger über Verbindungsbrücken (52, 53) erfolgt, wobei die Zwischenkreisschienen oder Mittenpotentialschiene mit hierzu geeigneten Anschlüssen (49, 50, 51, 51′) versehen sind.16. Converter module according to one of claims 13 to 15, characterized in that the connection of the power current busbars ( 45 , 45 ') and in particular the DC link rails or center potential rails of adjacent insulating subracks via connecting bridges ( 52 , 53 ), the DC link rails or center potential rail being used for this purpose suitable connections ( 49 , 50 , 51 , 51 ') are provided. 17. Stromrichtermodul nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Leistungsstrompfadverschienungen (45, 45′) und insbesondere der Zwischenkreisschienen benachbarter Isolier­ baugruppenträger über Zusatzschienen (54) erfolgt, die neben der Verbin­ dungsaufgabe zusätzlich Stromführungsaufgaben erfüllen, wobei die Zwi­ schenkreisschienen mit hierzu geeigneten Anschlüssen (49, 50) versehen sind.17. Converter module according to one of claims 13 to 15, characterized in that the connection of the power current busbars ( 45 , 45 ') and in particular the intermediate circuit rails of adjacent insulating subracks takes place via additional rails ( 54 ) which, in addition to the connection task, also perform current-carrying tasks, the Intermediate circuit rails are provided with suitable connections ( 49 , 50 ). 18. Stromrichtermodul nach den Ansprüchen 16 oder 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsbrücken (52, 53) und/oder Zusatzschienen (54) in Aufnahmenuten (35, 35′, 36, 36′) der Isolierbaugruppenträger integrierbar sind.18. Converter module according to claims 16 or 17, characterized in that the connecting bridges ( 52 , 53 ) and / or additional rails ( 54 ) in receiving grooves ( 35 , 35 ', 36 , 36 ') of the insulating subrack can be integrated.
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