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Aus mehreren Trockengleichrichterstapeln bestehende Gleichrichtereinheit
Es ist bekannt, Trockengleichrichtereinheiten durch Aufeinanderschichten der Gleichrichtereletnente
zu einer längeren Säule. zu bilden. Werden derartige Gleichrichtersäulen aus Gleichrichterelementen
geringer Stärke gebildet, beispielsweise aus Folien von nur einigen Zehntelmillimetern
Stärke, so treten Schwierigkeiten in bezug auf eine ausreichende Wärmeabfuhr auf,
weil hierfür nur die verhältnismäßig kleinen Umfangsflächen der einzelnen Elemente
des Gleichrichters zur Verfügung stehen. Es ist zwar bei Gleichrichtersäulen der
Druckplattenbauart bekannt, durch Zwischenfügen von Kühlscheiben größeren Durchmessers
eine Vergrößerung der Kühloberfläche vorzunehmen. Bei Gleichrichtersäulen aus Gleichrichterelementen
mit Folienstärke können aber derartige Kühlscheiben erst nach einer größeren Anzahl
von Gleichrichterelementen eingefügt werden, andernfalls, insbesondere bei Verstaubung
oder Verbiegen, die Gefahr eines Überschlages oder eines Kurzschlusses entstehen
würde. Ihre Kühlwirkung ist daher beschränkt und vielfach nicht ausreichend.
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Gemäß der Erfindung wird daher die Gleichrichtereinheit durch eine
Mehrzahl von nebeneinanderliegenden, zwischen zwei Leisten eingespannten Gleichrichterstapeln
so geringer Höhe gebildet, daß die Wärmeabfuhr in der Stapelrichtung, also aus den
Stirnflächen, wesentlich an der Gesamtwärmeabfuhr beteiligt ist, wobei der Anschluß
und die elektrische Schaltung der einzelnen Stapel untereinander, vorzugsweise unter
teilweiser Umkehrung ihrer die Stromdurchgangsrichtung bedingenden Lage, durch untergelegte
Bleche hergestellt ist.
Auf diese Weise wird erreicht, daß ein großer
Teil der entstehenden Wärme axial aus dem Gleichrichterstapel in die Halteleisten
austritt und von diesen abgeführt werden kann. Die axial austretende Wärme kann
auch von den Verbindungsblechen abgeführtwerden, wenndieseeine genügend große, über
die Stapel vorstehende Fläche erhalten. Durch die neue Anordnung wird gleichzeitig
der weitere Vorteil .erreicht, daß die einzelnen Stapel je nach Bedarf in beliebiger
Weise ganz oder teilweise parallel und in Reihe geschaltet werden können, ohne daß
am grundsätzlichen Aufbau der Gleichrichtereinheit wesentliche Änderungen vorgenommen
werden müssen. Die Gleichrichterstapel brauchen dabei nur in die ihrer Stromdurchgangsrichtung
entsprechende, für die gewünschte Schaltung erforderliche Lage gebracht und die
Verbindungsbleche entsprechend eingelegt zu werden. lm Gegensatz zu einer der Vielzahl
der Einzelstapel entsprechenden langen Gleichrichtersäule ist bei der neuen Anordnung
auch der mechanische Aufbau der Stapel erheblich günstiger, weil die einzelnen,
x-erhältnismäßig niedrigen Stapel durch eine einfache Druckfeder od. dgl. sicher
in ihrer Lage gehalten werden. Dieser Vorteil kommt insbesondere auch bei Verwendung
von Gleichrichterelementen in Pillen- oder Tablettenform zur Geltung, da seitliche
Stützmittel für den Stapel überflüssig werden. Außerdem wird es durch die neue Anordnung
möglich, auf kleinem Raum hohe Spannungen gleichzurichten. Die Erfindung eignet
sich daher vor allem auch für Hochspannungsgleichrichter. Sie bringt insbesondere
bei horizontaler \ufhüngung, beispielsweise in Luft oder in einem O1bad. äußerst
günstige Konvektionsbedingungen.
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Ari Hand der Zeichnung wird die Erfindung noch näher erklärt.
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Fig. i zeigt als Beispiel eine Ansicht einer Gleichrichtereinheit
in teilweisem Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach II-II in Fi'g. i und Fig. 3 eine
andere Ausführungsform im Schnitt nach II-II in Fig. i.
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In Fig. r und 2 sind mit i Gleichrichterstapel beispielsweise aus
folienstarken Gleichrichterelementen bezeichnet, deren Höhe nur so groß ist, claß
die in der Stapelmitte entstehende Wärme etwa in gleicher Weise sowohl in der Stapelrichtung
abgeführt werden kann als auch am Umfang des Stapels. Durch zwei Leisten 2, 3 sind
die einzelnen Stapel i unter Zwischenfügung je einer Fecler 4 in Form einer Schraubenfeder,
einer Federscheibe od. dgl. eingespannt, so daß der Stapeldruck unabhängig von vielleicht
kleinen Höhenunterschieden der einzelnen Stapel möglichst gleichmäßig ist. Zum Zusammenhalt
der beiden Leisten 2, 3 können Schraubenbolzen ? dienen, die gegebenenfalls mit
nachstellbaren Flugelmuttern 6 -ersehen sein können. I:s können aber auch Nietbolzen
od. dgl. verwendet werden. Zum elektrischen Anschluß der so gebildeten Gleichrichtereinheit
und zur Verbindung der Stapel untereinander dienen einzelne Bleche 7 und 8, die
zwischen Stapel i und Bodenleisto 2 bz-,v. zwischen Feder 4 und Deckleiste 3 eingelegt
sind und so mit den äußeren Elementen des zugehörigen Gleichrichterstapels in elektrischer
Verbindung stehen. Im dargestellten Beispiel sind sämtliche Stapel i in Reihe geschaltet.
Zu diesem Zweck verbinden,die Bleche 8 je zwei Stapel abwechslungsweise oben und
unten, wobei, wie durch V-Zeichen angedeutet, die Stromdurchflußrichtung in jedem
Stapel wechselt. Der erste Stapel von links gesehen hat also eine solche Lage, daß
der Stromdurchlaß von unten nach oben erfolgt; der zweite Stapel hat eine umgekehrte
Lage, seine Durchflußrichtung ist von oben nach unten gerichtet usw. Die beiden
Leisten 2 und 3 können aus Metall, vorzugsweise aus gut wärmeleitendem Metall, beispielsweise
aus Kupfer, besteh@en. Um hierbei den Wärmeübergang vom Stapel über das Verbindungsblech
7 bzw. 8 durch die zwischen den Blechen 7, 8 und den Schienen 2, 3 erforderlicheIsolationszwischenlage
hindurch möglichst günstig zu gestalten, wird diese vorteilhaft nach rein elektrischen
Gesichtspunkten Bernessen, d. h. so dünn gemacht, daß gerade kein Durchschlag zu
befürchten ist. Zur Wärmeabfuhr von den Leisten 2, 3 ist es günstig, wenn diese
eine groß-Oberfläche aufweisen, was durch Verbreiterung dieser Leisten oder gegebenenfalls
sogar durch Anordnung von Kühlrippen od. dgl. geschehen kann.
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Während beim Ausführungsbeispiel nach Fig. i und 2 die axial aus den
Stapeln austretende Wärmc über die metallischen Leisten 2, 3 abgeführt wird, kann
es vorteilhaft sein, die Wärmeabfuhr durch die untergelegten Verbindungsbleche vorzunehmen
und diese hierzu mit besonders großer Oberfläche auszustatten. Fig. 3 zeigt ein
Beispiel hierfür. Di.° Bodenleiste 2 und die nicht dargestellte Deckleiste 3 können
hierbei verhältnismäßig schmal und lediglich nach Festigkeitsgesichtspunkten gestaltet
sein. Die Anschluß- und Verbindungsbleche 7, 8 stehen im Vergleich zur Ausführungsform
nach Fig. i und 2 weit über den Rand der einzelnen Stapel i und vorzugsweise auch
über die Leisten 2, 3 vor und ermöglichen mit ihrer großen Oberfläche eine günstige
V\'ärmeabgabe an das sie umgebende Medium. Ferner kann unmittelbar auf das oberste
Element jedes Stapels ein Kühlblech entsprechend großer Oberfläche aufgelegt sein.
Unter Umständen kann sogar in die Stapel selbst noch das eine oder andere Blech
mit seitlich vorstehender Kühlfahne eingefügt werden, um auch die Wärmeabfuhr aus
der Stapelmitte noch günstiger zu gestalten. Die Schaltung der einzelnen Stapel
i ist bei dieser Ausführungsform wieder die gleiche wie in Fig. i.
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Es kann auch vorteilhaft sein, die aus denGleichrichterstapeln i austretende
Wärme zum Teil über die Verbindungsbleche 7, 8 und zum anderen Teil über die Halteleisten
2, 3 abzuführen. In diesem Fall müssen allerdings die Leisten 2, 3 in Fig. 3 aus
Metall ausgeführt und von den Verbindungsblechen 7, 8 durch dünne Isolierfolien
getrennt sein. Besonders einfach wird der Aufbau der Gleichrichtereinheit, wenn
die Verbindungsbleche 7, 8' federnd ausgestaltet werden, so claß sie gleichzeitig
die Federn 4 in Fig. i ersetzen. Dies kann beispielsweise
dadurch
geschehen, daß die Bleche entweder wellig geformt oder mit seitlich abgebogenen,federnden
Ansätzen versehen werden.
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Die Aufteilung der Gleichrichtereinheit in eine größere Anzahl von
einzelnen Stapeln, die leichte Umkehrbarkeit in ihrer , Lage hinsichtlich der Stromdurchgangsrichtung
und die einfache Verbindungsmöglichkeit mittels untergelegter Bleche schafft weitgehende
Variationsmöglichkeiten in der Schaltung der einzelnen Stapel und in der Anwendung
der Gleichrichtereinheit. So können beispielsweise die Stapel leicht auch zu einzelnen
parallelen Gruppen zusammengefaßt und diese Gruppen unter sich in Reihe geschaltet
werden. Es brauchen nur die zu einer Gruppe gehörenden Stapel mit gleicher Stromdurchgangsrichtung
angeordnet und durch entsprechend lange Bleche miteinander verbunden zu werden.
Um die Variationsmöglichkeit in der Schaltung der einzelnen Stapel oder Stapelgruppen
noch zu erhöhen, kann es vorteilhaft sein, die Verbitrdurf;shleche 8 für einen Lötanschluß
einzurichten oder mit einer besonderen Lötfahne zu versehen, wie es in Fig. 3 bei
9 gestrichelt angedeutet,ist. Die Atischlußbleche 7 wird man vorteilhaft
ebenfalls rnit einer Lötöse od. dgl. ausrüsten.