DE7340434U

DE7340434U - Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppe

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Publication number: DE7340434U
Application number: DE7340434U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Publication date: 1974-02-21

Description

Ans teuer- und Beschaltungsbaugruppe

Die Neuerung betrifft eine Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppe für einen Thyristor mit einem Impulsübertrager, elektronischen Bauelementen und einem Gehäuse, in dem wenigstens ein Teil der elektronischen Bauelemente angeordnet ist.

Solche Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppen, wie sie vorwiegend in der Hochspannungstechnik verwendet werden_s sind in handelsüblichen Stromrichtern für jeden Thyristor vorzusehen. Aufgabe der Anateuerbaugruppe ist es, den Zündimpuls auf dea Thyristor zu übertragen. Hierfür ist ein Impulsübertrager und im allgemeinen ein Impulsverstärker erforderlich. Um einen Thyristor vor unzulässiger Belastung zu schützen ist eine Beachaltung vorzusehen, wie sie beispielsweise in der Litereturstelle "Silizium-Stromrichter Handbuch" Herausgeber BBC, Seite 83 oder "Thyristor-Handbuch" Herausgeber Siemens AG· 1965, Seite 193 bis 195 beschrieben ist.

Insbesondere bei Stromrichtern, in denen eine Vielzahl von Thyristoren in Serie oder parallel geschaltet sind, wie es beispielsweise bei Stromrichtern für höhere Spannungen oder höhere Ströme erforderlich ist, ist für die Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppen ein erheblicher Raum erforderlich.

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Es besteht die Aufgabe, eine Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppe der eingangs genannten Art aufzubauen, die nur wenig Raum beansprucht und einen kompakten Aufbau eines Stromrichters ermöglicht.

Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gehäuse offen ist und einen C-fÖrmigen Querschnitt besitzt und daß der Impulsübertrager auf einer Seitenwand des Gehäuses nach außen abstehend befestigt ist.

Die neuerungsgemäße Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppe läßt sich zusammen mit einer zweiten, gleichartigen Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppe zu einer nach außen geschlossenen Baueinheit vereinen, wenn man beide Baugruppen um 180° gegeneinander verdreht mit ihrer offenen Seite so mit Abstand für die Isolation anordnet, daß die Impulsübertrager nach der gleichen Seite abstehen. Mehrere solcher Baugruppen lassen sich dann nebeneinander in einem Stromrichter raumsparend anordnen wobei sie jederzeit zugänglich bleiben, da sie leicht aus dem Gerüst des Stromrichters herausgenommen werden können.

Vorzugsweise weisen die geschlossene Längswand des Gehäuses und die Seitenwand im wesentlichen glatte Außenflächen auf. Damit erhält man den wesentlichen Vorteil, daß Baugruppen, die in der oben geschilderten Art aneinandergefügt sind, nach außen eine im wesentlichen glatte Gesamtfläche bilden, die als Abschirmung gegenüber einem Hochspannungspotential ein Sprühen verhindert.

Der Impulsübertrager kann äußerhalb des Mittelpunktes der Seitenwand angeordnet sein, auf der er befestigt ist. Damit läßt sich bei aneinandergefügten Bauelementen ein gleichmäßiger Abstand zwischen den Impulsübertragern benachbarter Ansteuer- und Be3chaltung8baugruppen erreichen. Außerdem kann man bei diesem Aufbau auch einen Impulsübertrager auf eine Seitenwand aufsetzen, deren Breite kleiner als» der Durchmesser des Impulsübertragers ist. Um ein Sprühen zwischen benachbarten

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Impulsübertragern zu vermeiden, kann der dem Gehäuse zugewandte Teil des Impulaübertragers mit einer Leitlaokeohicht versehen sein, die den Bereich überdeokt, in dem Wicklungen und Kerne angeordnet sind.

Im folgenden wird die neuerungegesäße Baugruppe beispielhaft anhand der Figuren 1 bis 3 näher erläutert. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In den Figuren 1a bis 1c ist schematisch der Aufbau eines ( . Stromrichters dargestellt, um die Vorteile der neuerungsgemäßen Baugruppe zu verdeutlichen· Dabei sind die Leitungsführung zwischen den Thyristoren des Stromrichters und zu den Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppen und evtl. erforderliche Kühlmittelführungen nicht dargestellt, um die Übersichtlichkeit nicht zu stören und um diese Beschreibung nicht unnötig zu verlängern.

Die Fig. 1a bis 1c zeigen ein Gerüst, das aus den Stützen 1 und Verbindungsschienen 2 aus isolierendem Material besteht. Die Stützen 1 bilden beim Ausführungsbeispiel die Ecken eines Rechteckes.

V Durch die Verbindungsschienen 2 werden Etagen 3, 4, 5 und 6

gebildet, die übereinander liegen. Auf der Hochspannungsseite des Stromrichters, die im Aufriß der Fig. 1a gezeigt ist, sind auf den Verbindungsschienen 2 in jeder Etage 3 bis 6 je ein Thyristorstapel 7 angeordnet. In einem solchen Thyristorstapel bzw. einer solchen Thyristorsäule sind mehrere Thyristoren, vorzugsweise Scheibenthyristoren in Reihe geschaltet angeordnet. Solche Thyristorsäulen sind beispielsweise in luftgekühlter Ausführung aus der DT-OS 1 913 546 und in flüssigkeit sgekühlt er Ausführung aus der DT-OS 1 564 694 bekannt. Die Thyristorsäulen 7 aller Etagen 3, 4, 5 und 6 können elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sein.

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Auf der Niederspannungsseite des Stromrichters, die in Fig. 1b im Aufriß gezeigt ist, sind auf den Verbindungsschienen 2 jeder Etage neuerungsgemäße Beschaltungsbaugruppen 8 angeordnet. Jede Beschaltungsbaugruppe ist mit einem Thyristor der zugehörigen Thyristorsäule 7 über Leitungen 7a verbunden, die in Fig. 1c schematisch angegeben sind. Alle Ansteuerbaugruppen 8 besitzen einen gleichartigen Aufbau, auf den im folgenden noch gesondert eingegangen wird. Zum Einbau in Etagen 3 bis 6 sind die Gehäuse 10 von jeweils zwei Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppen 8 mit ihrer offenen Seite einander zugekehrt, wobei sie um 180° ζ \ so gegeneinander verdreht sind, daß die Impulsübertrager 9 nach der gleichen Seite abstehen, wie den Fig. 1b und 1c zu entnehmen ist. Die Figuren zeigen, daß damit eine äußerst kompakte und raumsparende Anordnung aller Baugruppen 8 und damit ein kompakter Aufbau des Stromrichters erhalten wird. Jede Baugruppe ist leicht zugänglich, da sie von der Niederspannungsseite des Stromrichters her aus dem Gerüst herausgenommen werden kann. Außerdem wird durch die glatten Außenflächen der gehäuse 10, die der Hochspannungsseite des Stromrichters zugewandt sind, eine glatte Gesamtfläche gebildet, die ein Sprühen zum nächstliegenden Potential verhindert.

Fig. 2a zeigt teilweise im Schnitt eine Draufsicht auf eine neuerungsgemäße Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppe 8. Die Baugruppe besteht aus einem Gehäuse 10, das nach Fig. 2c ein C-förmiges Profil aufweist und demnach nach einer Seite offen ist. Die Kanten des Gehäuses 10 sind zur Herabsetzung der elektrischen Feldstärke abgerundet. Auf eine Montageplatte 11, mit der die eine Frontseite des Gehäuses 10 abgeschlossen ist, ist ein länglicher, säulenförmiger Impulsübertrager 9 aufgesetzt. Im Ausführungsbeispiel besitzt der Impulsübertrager 9 einen kreisförmigen Querschnitt. Im Innenraum 12 des Gehäuses 10 sind elektronische Bauelemente für die Impulsübertragung und Widerstände und Kondensatoren für die Beschaltung von Thyristoren angeordnet. Auf das freie Ende des Impulsübertragers 9 /'Λ ist eine Leiterplatte 13 über Abstandshalter 14 aufgesetzt. Die Fläche der kaschierten Leiterplatte 13 stimmt im wesentlichen mit dem Querschnitt des Impulsübertragers überein. Die

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Leiterplatte 13 ist mit elektronischen Bauelementen bestückt und sie bildet den Impulsverstärker für die Zündiinpulse, die an den Impulsübertrager 9 geführt werden. Dieser Endverstärker verhindert nicht den Ausbau der Baugruppe 8 aus einem Stromrichter, wie er in Fig. 1 gezeigt ist. Die Befestigung und Kontaktierung des in gedruckter Schaltung ausgeführten Impulsverstärkers erfolgt direkt auf dem Impulsübertrager 9· Damit sind keine zusätzlichen Befestigungselemente erforderlich und die Bauweise bleibt kompakt.

Ein Teil des Impulsübertragers 9 ist inder Figur 2a im Schnitt dargestellt. Der Übertrager wird durch einer Wicklung 15a und einen Ringkern 15b gebildet, die ineinander verschlungen sind. Auf dem Ringkern 15b ist eine weitere Wicklung aufgebracht. Der Übertrager ist in Gießharz eingebettet. Im Bereich der Wicklungen ist der Impulsübertrager 9 mit einer Leitlackschicht 16 versehen, die im Ausführungsbeispiel zur Verdeutlichung sehr dick gezeichnet ist. Diese Leitlackbeschichtung 16 ist ebenso wie das Gehäuse 10 der Baugruppe 8 dem Kathodenpotential des zugehörigen Thyristors zugeordnet. Mit dieser Leitlackschicht 16 wird daher eine Abschirmung gegen die Übertrager benachbarter Baugruppen erreicht.

) Fig. 2b zeigt eine Draufsicht auf die Montageplatte 11. Der ψ Übertrager 9 ist nicht in der Mitte der Montageplatte 11 bell festigt, sondern seitlich gegen die Mitte versetzt. Damit wird, wie im folgenden noch zu erläutern ist, ein gleichmäßiger Abstand zwischen den Übertragern 9 benachbarter Baugruppen 8 erhalten und es ist außerdem möglich, Übertrager zu benutzen, deren Durchmesser größer als die Breite der Montageplatte 11 ist.

Figur 3 zeigt, wie die erfindungsgemäßen Baugruppen aneinander gereiht werden können undvie sich dabei jeweils zwei Baugruppen gegenseitig ergänzen. Eine Baueinheit ist aus jeweils zwei Baugruppen 8a und 8b dadurch gebildet, daß die beiden offenen Seiten der C-förmigen Gehäuse einander zugekehrt wer-

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don. Hierzu let eine der Baugruppe um 180° um eine Achse zu drehen, die parallel zur Längsachse des Übertragers 9 ist. Man erhält damit ein nach außen abgeschlossenes Gehäuse für jede aus zwei Baugruppen bestehende Baueinheit, wobei die Übertrager 9 nach der gleichen 3eite der Baueinheit abstehen. Die Pig. 3 zeigt, daß mit dieser Zusammenfassung von jeweils zwei Baugruppen 8a und 8b zu einer Baueinheit eine nach außen geschlossene, im wesentlichen glatte Fläche erhalten wird, mit der eine hochspannungsgünstige Feldbeanspruchung erzielt wird, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 betont wurde. Die Baugruppen 3 bleiben zugänglich, da sie im Ausführungsbeispiel in Richtung der Längsachse des Impulsübertragers herausgezogen werden können. Zwischen den Baugruppen muß wegen der unterschiedlichen Thyristorspannungen ein Spalt 17 als Isolation vorgesehen sein.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß man mit der neuerungsgemäßen Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppe einen raumsparenden Aufbau von Stromrichtern erhalten kann. Dabei ist jedem Thyristor eine gleichartige, neuerungsgemäße Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppe zugeordnet, die für sich ausbaubar ist. Die Beschaltungsbaugruppe, einschließlich der Notzündeinrichtung ist in einem, dem Kathodenpotential zugeordneten C-förmigen Blechprofil als Gehäuse untergebracht, das die Zugänglichkeit der eingebauten elektrischen Bauelemente nicht behindert. Mit der Baueinheit, die aus zwei um 180° gegeneinander verdrehten Baugruppen besteht und durch die versetzte Anordnung des Übertragers jeder Baugruppe ist die Teilung der aneinandergereihten Baugruppe kleiner als der Durchmesser des verwendeten Übertragers, wobei außerdem noch ein konstanter Abstand zwischen Übertragern benachbarter Baugruppen erhalten wird. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß neben einer optimalen Platzausnutzung bei einer geraden Anzahl von Thyristoren einer Thyristorsäule die zugeordneten Beschaltungsgruppeη mit der offenen Seite des C-Profils zueinander stehen und damit nach außen zum Hochspannungspotential eine glatte Fläche bilden, die das Sprühen verhindert.

3 Figuren

6 Patentansprüche - 7 -

Claims

• ♦ · · • « ♦ -T- · "" VPA 73/3307 *7 Sohutzansprüche

1. Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppe für einen Thyristor, mit einem Impulsübertrager, elektronischen Bauelementen und einem Gehäuee, in dem wenigstens ein Teil der elektrischen Bauelemente angeordnet ist_v dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) offen ist und einen G-förmigen Querschnitt besitzt und daß der Impulsübertrager (9) auf einer Seitenwand (11) des Gehäuses nach außen abstehend befestigt ist.

^ ^ 2. Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Längswand des Gehäuses (10) und die Seitenwände im wesentlichen glatte Außenflächen und gerundete Kanten aufweisen.

3. Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsübertrager (9) säulenförmig ausgebildet ist.

4c Ansteuer- und Beschaltungabaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsübertrager (9) außerhalb des Mittelpunktes der Seitenwand (11) angeln J ordnet ist.

5. Ansteuer- und BeSchaltungsbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Gehäuse (10) zugewandte Teil des Impulsübertragers (9) im Bereich der Kerne und Wicklungen mit einer Leitlackschicht (16) versehen ist.

6. Ansteuer- und BeSchaltungsbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß auf das freie Ende des Impulsübertragers (9) wenigstens eine, mit elektronischen Bauelementen bestückte Leiterplatte (13) aufgesetzt ist, deren Fläche im wesentlichen mit dem Querschnitt des Impulsübertragers übereinstimmt.