DE7329027U - Anordnung von in einer Erreger Schaltung eines burstenlosen Synchron motors enthaltenen rotierenden Halbleiter Gleichrichtern, Zündeinrichtungen und Widerstanden - Google Patents

Description

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 8520 Erlangen, 6. Aug. 1975 Berlin und München Werner-von-^iemens-Str.SO

Unser Zeichen: VPA 73/3782 D/Win

Anordnung von in einer Erregerschaltung eines bürstenlosen Synchronmotors enthaltenen rotierenden Halbleiter-Gleichrichtern, Zündeinrichtungen und Widerständen

Bei bürstenlosen Synchronmotoren enthalten die rotierenden Erregerschaltungen,die äm'oder im Läufer der Maschine ange-

I ordiiat sind, neben den rotierenden Halbleiter-Gleichrichtern

r. für den Erregerstrom und ihren Zündeinrichtungen auch Siche-

I rungs- und Überwachungselemente, die insbesondere beim Selbst-

I anlauf des Motors wirksam werden, wie Überspannungsschutz»

I schaltungen, in denen ebenfalls gesteuerte Gleichrichter und

I Widerstände vorgesehen sind. Da die Gleichrichter und auch

I die anderen Schaltelemente gegen mechanische Beanspruchungen,

I wie sie insbesondere durch die bei der Rotation auftretenden

I Fliehkraft gegeben sind, empfindlich sind, ist es bekannt

i (siehe DT-AS 1 150 445), die Anordnung der in der Erreger-

I schaltung einer bürstenlosen Synchronmaschine enthaltenen

I Halbleiter-Gleichrichter, Sicherungs- und Überwachungsele-

I mente so vorzunehmen, daß die in Kühlkörpern angeordneten

f . GH^ichrichter und die Sicherungs- und Überwachungselemente

*"' in der geometrischen Achse eines an der Welle der Synchronst

J maschine angeflanschten Rohrkörpers hintereinander liegen.

? Der Rohrkörper· ist dabei in axialer Richtung von einem Kühl-

\ medium durchflossen. Die sich somit in der Rotationsachse

befindlichen Gleichrichter und Zusatzelemente s?.nd kaum durch

% Fliehkräfte beansprucht und auch gut gekühlt.

Die vorliegende Neuerung betrifft eine vorteilhafte Weiterbildung einer derartigen Konstruktion, die unter Einsparung in axialer Baulänge bei hochtourigen Motoren eingesetzt werden soll. Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Anerdnung von in einer Erregerschaltung eines bürstenlosen

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Synchronmotors enthaltenen Halbleiter-Gleichrichtern, Zündeinrichtungen und Widerständen der eingangs beschriebenen Art gemäß der Neuerung die Widerstände als Ringe ausgebildet, die den Rohrkörper konzentrisch umgeben. Die Anordnung ist also weitgehend rotationssymmetrisch ausgebildet und der Rohrkörper dient sowohl als Träger für die innenliegenden Gleichrichter und Zündeinrichtungen als auch für die außenliegenden Widerstände. Obwohl sich diese dadurch auf einem größeren Radius befinden als die Gleichrichter, sind sie doch durch ihre besondere konstruktive Form gut geeignet um Fliehkräfte aufzunehmen, so daß die gesamte Anordnung bei sehr hochtourigen Synchronmotoren eingesetzt werden kann. Außerdem wird durch die Anordnung der Widerstände außerhalb des Rohrkörpers dessen axiale Baulänge kurz gehalten.

Es ist besonders zweckmäßig, bei den als Ringen ausgebildeten Widerständen jeweils zwei am Umfang um 180 versetzte, einander gegenüberliegende, nach innen gerichtete Anschlußfahnen vorzusehen. Dadurch liegen die Anschlußleitungen zu den Ringen in der Nähe des Rohrkörpers und können an diesem befestigt und abgestützt werden. Durch Anordnung der Anschlußfahnen um 180° am Umfang versetzt erhält man eine gleichmäßige Stromverteilung innerhalb des Widerstandes.

Im folgenden sei die Neuerung noch anhand des in den Fig. bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch die gemäß der Neuerung ausgebildete Anordnung, Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der in der Anordnung verwendeten Widerstände und Fig. 3 zeigt die elektrische Zusammenschaltung der einzelnen Elemente.

Fig. 1 zeigt die konstruktive Ausbildung einer Uberspannungsschutzschaltung für die nicht dargestellte Erregerschaltung mit rotierenden Gleichrichtern eines bürstenlosen Synchron-

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motors, durch welchen die rotierenden Gleichrichter beim asynchronen Anlauf gegen Überspannungen geschützt werden. Diese Überspannungsschut^schaltung besteht aus zwei gesteuerten Gleichrichtern 1 und 2, antiparallel zu den nicht dargestellten rotierenden Gleichrichtern geschaltet, und zwei Widerständen 3 und 4 sowie einer Zündeinrichtung 5 (siehe Fig. 3). Als Tragkörper für diese elektrischen Schaltungselemente der Überspannungs«schutzschaltung dient der Rohrkörper 6, der an dem freien Wellenende 7 der nicht dargestellten Erregermaschine mit den rotierenden Gleichrichtern angeflanscht ist.

Im Innern des Rohrkörpers 6 liegen, genau in der Rotationsachse angeordnet, die gesteuerten Gleichrichter 1 und 2 und die Zündvorrichtung 5. Die gesteuerten Gleichrichter 1 und 2 liegen jeweils in Kühlkörpern 8, 9» die zur Führung des Gleichstroms ausgenutzt werden, weshalb der Rohrkörper 6 im Innern mit dem Isolierrohr 10 ausgekleidet ist. Zwischen beiden gesteuerten Gleichrichtern 1 und 2 liegt ein den Kühlkörpern 8, 9 entsprechend geformtes Verbindungsteil 11, welches die leitende Verbindung der beiden Wechselstromseiten der Gleichrichter 1, 2 untereinander bildet. Sowohl die Kühlkörper 8,9 als auch der Verbindungsteil 11 sind am Rand mit längs des Umfanges gleichmäßig verteilten öffnungen 12 versehen, die, jeweils hintereinanderliegend, axial gerichtete Kühlkanäle bilden, so daß das Innere des Rohrkörpers 6 in einfacher Weise in axialer Richtung von einem Kühlmedium durchströmt werden kann, welches an der dem Wellenende 7 zugewandte Stirnfläche des ^Rohrkörpers 6 über radial gerichtete Bohrungen 13 und einen mit Lüfterflügeln 14 versehenen Radiallüfter 15 angesaugt und ins Freie abgeleitet wird. Die Tragscheibe 16, mit deren Hilfe die Zündeinrichtung 5 mittig gehalten wird, ist ebenfalls mit entsprechenden öffnungen 12 zur Führung des Kühlmediums versehen.

Die ebenfalls zur Uberspanmingsschutzschaltung gehörenden Widerstände 3 und 4 liegen neuerungsgemäß außerhalb des

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Rohrkörpers 6 und sind als Ringe 17, 18, 19, 20 bzw. 21, 22, 23, 24 ausgebildet, die den Rohrkörper 6 konzentrisch umgeben. Um den gewünschten Widerstandswert zu erhalten, hat man die Widerstände 3 bzw. 4 aus jeweils vier Ringen 17, 18, 19, 20 bzw. 21, 22, 23, 24 aufgebaut, die jeweils elektrisch hintereinander geschaltet sind. Jeder Ring 17 - 24 ist mit zwei am Umfang um 180° versetzt gegenüberliegenden, nach innen gerichteten Anschlußfahnen 25 versehen (siehe Pig. 2). Mit Hilfe dieser Anschlußfahnen 25 sind die Ringe 17-24 jeweils an auf den Rohrkörper 6 aufgezogenen Isolierringen 26 befestigt, wobei die Anschlußbolzen £/ gleichzeitig für die elektrische Verbindung der einzelnen Ringe untereinander und als Träger für die Zuleitungen 28 bz«r. 29 verwendet werden. Die Zuleitung 28 stellt die Verbindung zwischen dem einen (positiven) Gleichstrompcl der rotierenden Gleichrichter für den Erregerstrom und dem Widerstand 3 her, während die Ableitung 29 zu der Gleichstromseite des gesteuerten Gleichrichters 1 führt. Da die ganze Anlage rotiert, sind die Zu- bzw. Ableitung 28 bz\/. 29 in Nuten 30 auf der Oberfläche des Rohrkörpers 6 angeordnet und dort durch Bandagen 31 gehalten.

Im Innern des Rohrkörpers 6 werden die Stroiüzuführungen bzw. Ableitungen von den Widerständen 3 bzw. 4 zu den gesteuerten Gleichrichtern 1 und 2 jeweils von Bolzen 32 getragen, die in Bohrungen 33 dar Kühlkörper 8 bzw. 9 liegen, die in Umfangsrichtung gegenüber den zur Führung djs Kühlmittels dienenden Öffnungen 12 versetzt sind, Man erhält auf diese Weise eine gute mechanische Festlegung der Stromzu- bzw«, -ab-.führungen, so daß diese durch die auftretenden Fliehkräfte kaum in ihrer Lage verändert werden können. Die Stromzuführung 34 zu der Zündeinrichtung 5 bzw. die Verbindungsleitungen 35 zwischen der Zündeinrichtung 5 und den Steuergittern der gesteuerten Gleichrichter 1 und 2 sind durch

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eine Mittelbohrung 36 in der Zündeinrichtung 5 geführt und
die Verbindungsleitungen 35 verlaufen in Nuten 37 in Isolierringen 38 zwischen den Kühlkörpern 8, 9 bzw. dem Verbindungsstück 11 sowie in Bohrungen 39 in dem- Kühlkörper 9 und im
Ver')indungsteil 11. Auf diese Weise sind die Zuleitung ~5k und die Verbindungsleitungen 35 auf den größten Teil ihrer Länge
eindeutig festgelegt.

Durch diese besondere konstruktive Ausbildung der elektrischen Elemente der Überspannungsschutzschaltung für einen
bürstenlosen Synchronmotor, der über rotierende Gleichrichter erregt wird_r erhält man einen äußerst kompakten, raumsparenden Aufbau, bei dem die einzelnen Teile aufgrund ihrer Formgebung in der Lage sind, die auftretenden Fliehkraftbeanspruchungen
leicht aufzunehmen. Die Anordnung kann daher mit Vorteil insbesondere bei sehr hochtourigen elektrischen Synchronmotoren
mit Drehzahlen von beispielsweise 3000 bzw. 3600 U/min eingesetzt werden.

3 Schutzansprüche
3 Figuren

7321827-i.a.

Claims (3)

Il Il Il • III I· I I I I I • 111 I I'll Il Il · ι VPA 73/3702 - 6 ochutzansprüche

1. Anordnung von in einer Erregerschaltung eines bürstenlosen Synchronmotors enthaltenen rotierenden Halbleiter-Gleichrichtern, Zündeinrichtungen und Widerständen, bei dem die in Kühlkörpern angeordneten Gleichrichter und die Zündeinrichtungen in der geometrischen Achse eines an der Welle des Synchronmotoro angeflanschten Rohrkörpers hintereinanderliegen, der in axialer Richtung von einem Kühlmedium durchflossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (3,4) als Ringe (17 - 24) ausgebildet sind, die den Rohrkörper (6) konzentrisch umgeben.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (17 - 24) jeweils _{zwei am} umfang um 180° versetzt einander gegenüberliegende, nach innen gerichtete Anschlußfahnen (25) aufweisen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (17 - 24) der Widerstände (3,4) über Isolierringe (26) auf dem Rohrkörper (6) befestigt sind.

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