Bemessung einer Kühleinrichtung für verschieden stark belastete Trockengleichrichterelemente
mit negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes und Anordnung an der Kühleinrichtung
Bekanntlich hat die bei Trockenplattengleichrichtern verwendete Halbleiterschicht
in der Regel einen negativen Temperaturkoeffizienten .des Widerstandes. Ja mehr
sich ein Gleichrichterelement erwärmt, um so größer wird daher in der Stromdurchflußrichtung
seine elektrische Leitfähigkeit. Bei Trockengleichrichtern, die aus mehreren beispielsweise
in Parallel- oder Brückenschaltung angeordneten Gleichrichterelementen zusammengesetzt
sind, kann infolgedessen der Fall eintreten, d:äß einzelne Gleichrichterelemente,
die sich aus irgendeinem Grund mehr als andere Elemente erwärmen, immer stärker
stromleitend werden und schließlich an Stromüberlastung zugrunde gehen. -
Um
eine vollkommen stabile Strombelastung auch dann zu gewährleisten, wenn die einzelnen
Gruppen von Gleiehrichterelementen verschieden stark belastet sind, wird die Kühleinrichtung
für so belastete Trockengleichrichterelemente, mit negativem Temperaturkoeffizienten
des Widerstandes, die gruppenweise in Parallel-, lfehrphasen-oder Brückenschaltung
miteinander verbuilden und, gegebenenfalls auf mehrere Gleichrichtersäulen verteilt,
in einem Gehäuse angeordnet sind, welches von einem im Kreislauf umgewälzten und
außerhalb des Gleichrichterb häuses rückgekühlten Kühlmittel, z. B. C51, durchflossen
wird, nach der Erfindung so bemessen, daß unter Zugrundelegung einer Spannungsabfallkurve,
die 1>etriebsmäßig einen Höchst-,vert zeigt, -das Mali der Rückkühlung und die Umwälzgeschwindigkeit
des Kühlmittels der Strombelastung der am stärksten belasteten Gleichrichterelemente
so angepaßt sind, daß der Arbeitspunkt im ansteigenden Ast der Spannungsabfallkurve
wenig unterhalb des genan=ten Höchstwertes liegt. Zweckmäßig werden dabei die Wirksamkeit
des Rückkühlers und die sekundliche Umlaufmenge des Kühlmittels so gewählt, daß
die Temperaturzunahme zwischen dein in das Gleich.richtergehäuse eintretenden und
dem aus ihm wieder austretenden Kühlinittelstrom io° C nicht übersteigt. Um eine
möglichst gleichmäßige Verteilung des strömenden Kühlmittels über die in Gruppen
geschalteten Gleichrichterelemente zu erreichen, kann ferner im gekühlten Gleichrichtergehäuse
vor und gegebenenfalls auch hinter den Gleichrichterelementen eine sieb- oder rostförmige
Platte angeordnet sein.Dimensioning of a cooling device for dry rectifier elements with different loads
with negative temperature coefficient of resistance and arrangement on the cooling device
It is known that the semiconductor layer used in dry-plate rectifiers has
usually a negative temperature coefficient of resistance. Yes more
Therefore, if a rectifier element heats up, it becomes larger in the direction of current flow
its electrical conductivity. In the case of dry rectifiers that consist of several, for example
Assembled rectifier elements arranged in parallel or bridge circuit
as a result, the case may arise that: according to individual rectifier elements,
which for some reason heat up more than other elements, always stronger
become conductive and ultimately perish from current overload. -
Around
to ensure a completely stable current load even when the individual
Groups of rectifier elements are loaded to different degrees, the cooling device
for dry rectifier elements loaded in this way, with a negative temperature coefficient
of the resistance, which are grouped in parallel, teaching phase or bridge circuit
Verbuilden with each other and, if necessary, distributed over several rectifier columns,
are arranged in a housing, which is circulated by a circulating and
outside of the rectifier housing recooled coolant, z. B. C51, flowed through
is dimensioned according to the invention so that, based on a voltage drop curve,
The 1> shows a maximum, vert, the mali of the recooling and the circulation speed
the coolant the current load of the most heavily loaded rectifier elements
are adapted so that the operating point is in the rising branch of the voltage drop curve
is a little below the specified maximum value. The effectiveness is useful
of the recooler and the secondary circulation volume of the coolant chosen so that
the temperature increase between the entering the rectifier housing and
the coolant flow emerging from it again does not exceed 10 ° C. To a
As even as possible distribution of the flowing coolant over the in groups
To achieve switched rectifier elements, can also be in the cooled rectifier housing
in front of and, if necessary, also behind the rectifier elements, a sieve-shaped or grate-shaped one
Be arranged plate.
An dein durch die Fig. i wiedergegeben ün Schaubild möge das Gesagte
näher erläutert werden.In the diagram reproduced by Fig. 1 may what has been said
are explained in more detail.
Hier bedeutet AU=:-IR den Spannungsabfall einer Gruppe von Gleichrichterelementen,
die mit mehreren anderen gleichartigen Gruppen parallel geschaltet ist, bezogen
-auf die Strombelastung J der betreffenden Elementengruppe. R ist der innere Widerstand
einer Gleichrichterelementengruppe. Er ist von der Übertemperatur abhängig, welche
die Gleichrichterelemente infolge der Stromstärke annehmen. Die Übertemperatur ist
ihrerseits eine- Funktion der Stromwärme, der Umwälzgeschwindigkeit des- Kühlmittels
und der Intensität der Rückkühlung' Das Schaubild zeigt zwei verschiedene Widerstandskurven
Ra, und Rb unter Annahme verschiedener Werte der Umwälzgeschwindigkeit und des Maßes
der Rückkühlung und ferner zwei Spannungsabfallkurven J-Ua, dVh, die bis ztt einem
Höchst-~vert a bzw, b ansteigen und dann, wider abfallen. Der genannte Höchstwert
ist ein kritischer Punkt insofern, als bei Überschreitung der zugehörigen Stromwerte
Ja bzw. Ib der Spannungsabfall an der Elernentengruppe nicht mehr zu-, sondern abnimmt
und daher die Stromverteilung innerhalb der Gruppen instabil wird. Durch die Bemessung
der Umwälzgeschwindigkeit des Kühlmittels und des Maßes der Rückkühlung hat man
es daher in der Hand, auch bei verhältnismäßig hoher Strombelastung der Gleichrichterelemente
oder eines Teiles derselben im stabilen Bereich der J U, I-Kurve ztt arbeiten.
Dies wird immer dann der Fall sein, wenn man das N-Iaß der Rückkühlung und die Uinw<ilzgeschwindigkeit
des Kühlmittels der Strombelastung_der am stärksten belasteten Gleichrichterelemente
so anpaßt, daß der Arbeitspunkt im ansteigenden Ast der Spannungsabfallkurve; und
zwar möglichst wenig unterhalb des genannten I@öchstwertes liegt.- ---- -In der
Zeichnung ist in Fig. 2 ein bekanntes Beispiel einer Kühleinrichtung schematisch
dargestellt. i ist das Gleichrichtergehäuse, in welches mehrere, je aus einer Anzahl
Tr<x kenplattenelemente zusammengesetzte Gleichrichtersäulen -2 so angeordnet
sind, daß sie von einem im K=reislauf durch das Gehäuse l hindurchbewegten Kühlmittel
hintereinander lyestriclieil werden. Die Elemente jeder Gleichrichtersäule können
dabei sämtlich oder zum Teil eine oder mehrere Gruppen b=ilden, die untereinander
oder mit entsprechenden Gruppen der übrigen Gleichrichtersäulen in Parallel-, Mehrphasen-
oder miteinander verbunden sind. Eine Rohrleitung 3, in welcher eine den Umlauf-
des Kühlmittels, z. B. öls, bewirkende Pumpe d angeordnet ist, verbindet das Gleichrichtergeltätise
i mit dein Rückkühler 5, der mittels eines motorisch angetriebenen Lüfters 6 gekühlt
wird. Im Innern der Rückkühleilirichtung 5 kann das umlaufende Kühlmittel mehrere
parallel angeordnete Rohre durchströinen. Wird an-Stelle eines Lüfters für die Abkühlung-
der Rückkiihleinrichtüggwasser verwendet, so ist es zweckmäßig, dieses durch die
Rückkühleinrichtung in bekannter `'eise so hindurchzuführen, daß es im Gegenstrom
zu dem umlaufenden Kühlmittel fließt. Gegenstand der Erfindung ist nun die Anordnung
an einer nach der Erfindung bemessenen, an sich bekannten, als Beispiel vorstehend
beschriebenen Kühleinrichtung, bei der im Gleichrichtergehäuse i vor und/oder hinter
den Gleichrichtersäulell2 je eine sieb- oder rostartige Platte 7 oder 8 (s, Fig.
2) vorgesehen ist, welche das durchströmende Kfihlmittel -gleichmäßig -über. die
Gleichrichterelemente verteilt. Auf diese
Weise erreicht man, daß
erhebliche Temperaturunterschiede an den einzelnen Gleichrichterelementen nicht
auftreten können.Here AU =: - IR means the voltage drop of a group of rectifier elements which is connected in parallel with several other groups of the same type, based on the current load J of the relevant group of elements. R is the internal resistance of a group of rectifying elements. It depends on the excess temperature that the rectifier elements accept as a result of the current strength. The excess temperature is in turn a function of the current heat, the circulation speed of the coolant and the intensity of the re-cooling. dVh, which rise up to a maximum ~ vert a or b and then decrease again. The maximum value mentioned is a critical point insofar as when the associated current values Yes or Ib are exceeded, the voltage drop across the elementary group no longer increases, but decreases and the current distribution within the groups therefore becomes unstable. By measuring the circulation speed of the coolant and the degree of re-cooling, you have it in your hand, even with a relatively high current load on the rectifier elements or part of them, in the stable range of the J U , I curve ztt. This will always be the case if the N-Iaß of the recooling and the Uinw <ilz speed of the coolant of the current load of the most heavily loaded rectifier elements are adjusted so that the operating point in the rising branch of the voltage drop curve; and as little as possible below the mentioned maximum value. - ---- -In the drawing, a known example of a cooling device is shown schematically in Fig. 2. i is the rectifier housing, in which several rectifier columns -2, each composed of a number of trench plate elements, are arranged in such a way that they are read one after the other by a coolant that is moved through the housing 1. The elements of each rectifier column can all or some of them form one or more groups which are connected to one another or to corresponding groups of the other rectifier columns in parallel, multiphase or with one another. A pipe 3, in which a circulation of the coolant, z. B. oil, causing pump d is arranged, connects the rectifier device i with your dry cooler 5, which is cooled by means of a motor-driven fan 6. In the interior of the recooling device 5, the circulating coolant can flow through a plurality of tubes arranged in parallel. If the Rückkiihleinrichtügggwasser is used instead of a fan for cooling, then it is expedient to pass this through the recooling device in a known way in such a way that it flows in countercurrent to the circulating coolant. The subject matter of the invention is the arrangement on a cooling device which is dimensioned according to the invention and is known per se, described as an example above, in which a sieve-like or grate-like plate 7 or 8 each in the rectifier housing i in front of and / or behind the rectifier column 2 (see Fig . 2) is provided, which the flowing refrigerant -evenly -over. distributed the rectifier elements. In this way it is achieved that considerable temperature differences cannot occur at the individual rectifier elements.