DE7522950U - Flüssigkeitsgekühlter Gleichrichter - Google Patents

Description

ttlHasigkeitagektihlter Gleichrichter

Die Erfindung betrifft einen flliaaigkeitagekiihlten Gleichrichter mit parallelgeachalteten Dioden, dis mit ,jeweils einem Anachluß auf einer Stromschiene mechanisch befestigt und deren freie Anachliisse an wenigstens eine weitere Stromschiene geführt sind, wobei wenigstens ein Teil der stromschienen mit einem Kühlmittelkanal versehen ist.

Solche wassergekühlten Gleichrichter sind aus der DT-OS 2 317 117 bekannt. Bei diesem Gleichrichter sind auf den Wechsel- und den Gleichstromschienen entweder Dioder, oder Sicherungen befestigt und sowohl die Wechsel- als auch die Gleichstromschienen sind mit Kühlmittelkanälen versehen, die mit einem flüssigen Kühlmittel beschickt sind. Außerdem sind die Wechselstromschienen über isolierende Zwischenschichten an den Gleichstromschienen befestigt, um Unsymmetrien in der Stromverteilung auszugleichen. .Bei diesem Gleichrichter können die Kühlmittelleitungen nur mit einer aufbereitenden Flüssigkeit, beispielsweise mit aufbereitendem V/asser beschickt werden, um Korrosion aufgrund elektrolytischer Effekte wei.tgehend auszuschließen. Diese relativ teuere Bauform ist erforderlich, da der bekannte Gleichrichter für Ströme bis zu 100 kA ausgelegt ist.

us besteht die Aufgabe, für kleinere Ströme, beispielsweise Ströme zwischen 2 und 20 kA eine hilligere Bauform zu linder,, bei der insbesondere Korrosionsprobleme im Kühlsystem praktisch ausgeschlossen sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dioden Autodioden aind, die nur an der Wechselstromschiene befestigt sind und daß Kühlmittelkanäle nur in den Wechsel-

7522950 18.12.75

VPA 75 ö 3153

stromschienen vorgesehen sind.

Durch den Eineatz billiger Autodioden wird der ötromrichteraufbau wesentlich verbilligt. Diese im Handel erhältlichen Autodioden sind als üiinpreßdiuden ausgeführt, so daß auch die Montage vereinfacht ist. Hierbei ist jedoch hervorzuheben, daß die iüinpreßdioden auch mit einem Gewindeadapter im Handel erhältlich sind, so daß auch falls erforderlich, ein Auswechseln der Dioden vorgesehen sein kann. Da die Dioden nur an den Wechselstromschienen befestigt sind, ist es ausreichend, Kühlmittelkanäle nur in den Wechselstromschienen vorzusehen. Damit werden elektrolytische effekte weitgehend unterdrückt und Korrosion im Kühlsystem tritt praktisch nicht mehr auf. Zur Kühlung des erfindungsgemäßen Gleichrichters ist daher auch Kohwasaer geeignet.

vorteilhaft ist es, als Dioden bipolare Autodioden zu wählen, deren iinpreßstempel entweder mit der Kathode oder der Anode verbunden ist und eine Gruppe der Dioden mit dem Kathodenanschluß und eine zweite Gruppe mit dem Anodenanschluß auf der gleichen Wechselstromschiene zu befestigen, .tis können jeder Wechselstromschiene zwei Gleichstromschienen zugeordnet sein und die freien Anschlüsse der einen Diodengruppe kann an die eine und die freien Anschlüsse der anderen Diodengruppe kann an die andere Gleichstromschiene geführt sein. Mit dieser Ausführungsform können unterschiedliche Schaltungsvarianten von Gleichrichtern aufgebaut werden, die die genannten Vorteile besitzen, insbesondere läßt sich auch ein Phasenbaustein für den Phasenaufbau eines Gleichrichters realisieren. Dabei kann jede Wechselstromschiene ein Quader mit angenähert quadratischem Querschnitt sein und jede Gruppe von Dioden kann auf zwei aneinandergrenzenden Seitenflächen angeordnet sein. Weiterhin kann die jeder Gruppe von Dioden zugeordnete Gleichstromschiene in der Nähe der Kante angeordnet sein, die die beiden Seitenflächen der Wechaelstromschiene verbindet, auf der die Diodengruppe befestigt ist. Dac-it erhält man eine kompakte und elektrisch günstige Baufoim.

7522950 18.1175

■ ··" ' ·' VTA-7-5 G 3153 BKi) - 3 -

Wie beim bekannten Gleichrichter kann jede Wechselstromschiene 83 den zugehörigen Gleichstromschienen mit Trägern aus isolierendem Material befestigt sein, und die Gleichstromschienen können über Stütaer aus isolierendem Material auf einer Basis befestigt sein. Damit läßt eich ein Baustein für Gleichrichter in selbsttragender Bauform realisieren, für den ein gesondertes Gerlist nicht erforderlich ist. Der Aufbau des Gleichrichters wird damit weiter wesentlich verbilligt.

im folgenden wird der erfindungsgemäße Gleichrichter beispielhaft anhand der figuren 1 bis 4 näher erläutert. In den l'iguren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

D¹Ig. 1 zeigt eine Phase des. erfindungsgemäßen Gleichrichterbausteins im Schnitt, üiine quaderförmige Wechselstromschiene besitzt quadratischen Querschnitt und ist mit einem Kühlmittelkanal 2 versehen, der sich über die gesamte Länge der Wechselstromschiene 1 erstreckt. Die Wechselstromschiene 1 kann als Strangpreßprofil aus Aluminium oder Kupfer hergestellt sein. Auf jeder Seitenfläche 1a bis 1d der quaderförmigen Wechselstromachiene 1 sind üinsenkungen 12 angeordnet, in die Autodioden 3 mit ihren Jüinpreßstempeln eingepreßt, oder mit einem Gewindeadapter eingeschraubt sein können. Dabei können auf den Seitenflächen 1a und 1b und auf den Seitenflächen 1c und 1d, die aneinander anschließen, jeweils Autodioden 3 gleicher Polarität befestigt sein. Der Kante 4a, die die Seitenflächen 1a und 1b miteinander verbindet und der Kante 4b, die zwischen den Seitenflächen 1c und 1d liegt, ist jeweils eine bandförmige Gleichstromschiene 5a bzw. 5b benachbart, deren Breitseiten etwa parallel zur Diagonale liegen, die durch die Kanten 4a und 4b verläuft. An beide Gleichstroraschienen 5 sind die Anschlüsse 3a der Dioden 3 beitseits geführt, die auf den benachbarten Seitenflächen 1a und 1b bzw. 1c und 1d befestigt sind. Jüine .Flüssigkeitskühlung ist für die Gleichstromachienen 5 nicht vorgesehen. Über eine Leitung 6 ist Wechselspan-

7522950 18.12.75

■ · VPA 75G 3153 BKD - 4 nung an die Wechselstromschiene 1 geführt.

Pig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Aufbaus nach Pig. 1. Der Flg. 2 ist zu entnehmen, daß auf jeder Seitenfläche 1a bis 1d eine Vielzahl von Autodioden 3 eingepreßt sind. Alle diese Autodioden 3 sind elektriaäi parallel geschaltet. Beispielsweise können auf einer Wechselstromschiene von ungefähr 1 m Länge ungefähr 200 Autodioden angeordnet sein, womit sich mit einer Phase, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, etwa 8 kA Gleichstrom führen läßt, was bei einem dreiphasigen Gleichrichter einen Gleichstrom von etwa H kA entspricht.

Die Wechselstromachiene 1 ist mit Trägern 7 aus isolierendem Material an den beiden Gleichstromschienen 5 befestigt. Die Gleichatromachienen 5 aind mit Stützern 8 aus isolierendem Material verschraubt. Bezüglich dieser Befestigung wird auf die Fig. 2a verwiesen, die eine günstige Ausführungsform des Fußes der Gleichstromschienen 5 zeigt, wobei die Abkantungen von beiden Gleichstromschienen entgegengesetzt abstehen. Am Fuß der Gleichatromachienen 5 wird auch der Gleichstrom Über die Schienen 9 und 10 abgenommen. Bei einer entsprechenden Stabilität der Gleichstromschienen 5a und 5b kann mit dieaer Befeatigung ein selbsttragender Aufbau erhalten werden, für den ein weiteres Gerüst nicht erforderlich ist.

In den Fig. 3a bia 3c sind unterschiedliche Schaltungsvarianten eines Phasenbausteins gezeigt, wie er in Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 erläutert wurde. In der Fig. 3a sind die Autodioden 3 mit unterachiedlicher Polarität an der Wechselstromschiene 1 befestigt und die Kathodenanachlüsae der einen Gruppe sind mit der Gleichatromschiene 5a und die Anodenanachlüsse der zweiten Gruppe mit der Gleichatromschiene 5b verbunden. In den Auaführungabeispielen nach Fig. 3b und 3c sind alle Autodioden 3 mit einem Anschluß gleicher Polarität elektrisch und mechanisch mit den W^chaelstromschienen 1 verbunden. Bei diesen Ausführungsformen besitzen die Gleichstromschienei: 5a und 5b jeweils gleiche Polarität.

7522950 18.1175

Vl³A T: G 3153 BKD

Fig. 4 zeigt einen Anschloß 3a in Detail, mit dem eine Autodiode 3 mit einer Gleichstroaachiene 5 zu verbinden ist. In der Anachlußleitung 3a ist eine Querachnittsverengung 10 vorgesehen, die beim Auaführungabeispiel eine ausgestanzte Kaute iat. Damit erhält man in einfacher Weise eine Sicherung, die noch mit einem Schutzrohr 11 umgeben sein kann. Gesonderte Sicherungen brauchen daher auf den Gleichstroraschienen 5 nicht mehr angebracht zu werden, was sowohl die Materialkosten, als auch die i-iontarezeit senkt.

4 figuren

5 -Pe^efHrarnspräche

7522950 18.12.75

Claims (5)

1. Flüssigkeitsgekühlter Gleichrichter mit parallel geschalteten Dioden, die mit jeweils einem Anschluß auf einer Stromschiene mechanisch befestigt und deren freie Anschlüsse an wenigstens eine weitere Stromschiene geführt sind, wobei wenigstens ein Teil der Stromschienen mit einem Kühlmittelkanal versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden Autodioden (3) sind, die nur an Wechselstrojtschienen (1) befestigt sind und daß Kühlmittelkanäle (1a) nur in den Wechselstromschienen vorgesehen sind.

2. Gleichricnter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden bipolare Autodioden (3) sind und daß eine Gruppe der Dioden mit dem Kathodenanschluß und eine zweite Gruppe mit dem Anodenanschluß auf der gleichen Wechselstromschiene (1) befestigt sind.

3. Gleichrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede We~hselstromschiene ein Quader mit angenähert quadratischem Querschnitt ist und daß jede Gruppe von Dioden (3) auf zwei aneinandergrenzenden Seitenflächen (1a, 1b bzw. 1c, 1d) angeordnet ist.

4. Gleichrichter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die jeder Gruppe von Dioden (3) zugeordnete Gleichstromschiene (5a bzw. 5b) in der Nähe der Kante (4a bzw. 4b) angeordnet ist, die die beiden Seitenflächen (1p und 1b bzw. 1c und 1d) der Wechselstromschiene (1) verbindet, auf der die Diodengruppe befestigt ist.

5. Gleichrichter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jode Wechselstromschiene (1) an den beiden zugehörigen Gleichatromschienen (5a, 5b) mit Trägern (7) aus isolierendem Material befestigt ist und daß beide Gleichstromschienen über Stützen (8) aus isolierendem Material auf einer Basis befestigt sind.