FI87855C - Laoginduktiv skenlaeggning - Google Patents

Description

1 87855

Matalainduktiivinen kiskotus

Keksintö koskee matalainduktiivista kiskotusta, jossa on useita toistensa päälle kerrostettuja, kulloinkin eristyk-5 sella toisistaan sähköisesti erotettuja virtakiskoja nopeaa modulirakenteista kytkinlaitetta varten, joka koostuu useista virtapiireistä, joilla on yhteisiä rakenne-elementtejä.

Julkaisusta DE 3 420 535 Ai tunnetaan puolijohdemoduli nopeaa kytkinlaitetta varten, jossa on aktiivisen puolijohde-10 kytkinelementin ja diodin rinnankytkentä. Aktiivinen puoli-johdekytkinelementti ja diodi ovat sovitetut välittömästi toistensa läheisyyteen ja niiden läpi kulkee virta samansuuntaisesti kuormituspisteeseen. Aktiivinen puolijohdekyt-kinelementti ja diodi ovat kulloinkin yhden virtapiirin raken-15 ne-elementtejä. Molemmat virtapiirit ovat riippuvaisia toisistaan yhteisen rakenne-elementin kautta. Liitännät syöttöjän-nitettä varten ja yhteistä rakenne-elementtiä varten ovat muodostetut kolmeksi toistensa päälle kerrostetuksi kulloinkin eristyksen toisistaan sähköisesti eristämäksi johtokerrok-20 seksi, jotka on sovitettu puolijohdekytkinelementin ja diodin välittömään läheisyyteen. Täten on vaimennettu epäsuotavia jännitepiikkejä kytkennän yhteydessä.

Keksinnön tehtävänä on nyt muodostaa matalan ominais-induktanssin omaava kiskotus nopeaa kytkinlaitetta varten, ' ' :25 joka koostuu useista toisistaan riippuvaisista virtapiireistä.

Tämä tehtävä ratkaistaan siten, että n virtapiirin yhteydessä on käytössä vähintään n + 1 virtakiskoa, jotka ·“- virtapiirien rakenne-elementit yhdistävät toisiinsa, jolloin molemmat ulommat virtakiskot on liitetty toisiinsa sähköä-30 johtavasti.

, Keksinnön mukaisessa matalainduktanssisessa kiskotuk- sessa on nopean kytkinlaitteen n toisistaanriippuvaista virtapiiriä varten kerrostettu toistensa päälle n + 1 virta-kiskoa ja erotettu kulloinkin eristyksellä sähköisesti toi-: 35 sistaan ja ulommat virtakiskot ovat liitetyt välittömästi sähköisesti toisiinsa. Täten sisältää jokainen n virtapiiri 2 37855 kaksoiskiskon tiiviisti lähekkäinolevista virtakiskoista, jotka kulloinkin liittävät virtapiirien vastaavat rakenne-elementit, jolloin kaksoiskiskojen välitilojen leveydet ovat kulloinkin yhtäsuuret. Kunkin kaksoiskiskon ominaisinduk-5 tanssia voidaan halutulla tavalla pienentää virtakiskoja leventämällä tietyn eristysetäisyyden ja tietyn virtakisko-jen pituuden yhteydessä. Täten saadaan kiskotus, jossa on n + 1 virtakiskoa, nopeaa kytkinlaitetta varten, joka koostuu n toisistaan riippuvaisesta virtapiiristä, joiden ominais-10 induktanssi on suuresti pienennetty. Sen johdosta, että ulommilla virtakiskoilla on sama potentiaali, yksinkertaistuu kytkinlaitteen mekaaninen rakenne ja sen eristys.

Keksinnön lähempää selvitystä varten viitataan oheiseen piirustukseen, jossa on havainnollistettu keksinnön 15 mukaisen matalainduktanssisen kiskotuksen yksi suoritusmuoto- esimerkki kaaviollisesti.

Kuvio 1 esittää kolmella virtapiirillä varustetun kytkinlaitteen ja kuvio 2 tuo esiin kuvion 1 mukaisen kytkinlaitteen 20 mekaanisen rakenteen.

Kuviossa 1 on esitetty nopea kytkinlaite 2, esimerkiksi vaihtosuuntaajan vaiherakenneosa, joka koostuu kolmesta toisistaan riippuvaisesta virtapiiristä 4, 6 ja 8. Yksittäi-set virtapiirit 4, 6 ja 8 on kulloinkin yhdistetty yhden tai : 25 useamman rakenneosan avulla toisiinsa. Virtapiiri 4 sisältää aktiivisen puolijohdekytkinelementin 10, esimerkiksi tyristorin, erityisesti GTO-tyristorin (Gate-Turn-Off-Tyristori), kaksi kondensaattoria 12 ja 14 ja diodin 16. Kondensaattorit 12 ja 14 ja diodi 16 ovat aktiivisen puolijohdekytkinelemen-30 tin 10 rakenneosia. Virtapiiri 6 sisältää myös aktiivisen puolijohdekytkinelementin 18, diodin ja kondensaattorin 12. Aktiivisena puolijohdekytkinelementtinä 18 voi olla tyristori tai myös GTO-tyristori. Kolmas virtapiiri 8 sisältää molemmat aktiiviset puolijohdekytkinelementit 10 ja 18, molemmat 35 diodit 16 ja 20 ja kondensaattorin 14. Tämän lisäksi ovat 3 87855 molemmat aktiiviset puolijohdekytkinelementit 10 ja 18 kulloinkin varustetut nolladiodilla 22 ja 24, joka on kulloinkin kytketty vastarinnan aktiivisten puolijohdekytkin-elementtien 10 ja 18 kanssa. Tämä kytkentälaite 2, esimer-5 kiksi nelikvadranttisen vaihtosuuntaajan vaiherakenneosa, on liitetty liitäntöjen P vastaavasti N avulla kulloinkin esimerkiksi vaihtojännitevälipiirin positiiviseen vastaavasti negatiiviseen napaan, jota ei selvyyssyistä ole esitetty.

10 Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen kytkentälaitteen 2 mekaanisen rakenteen. Aktiiviset puolijohdekytkinelementit 10 ja 18 on kulloinkin sovitettu kahden jäähdytysrungon 26, 28 ja 30, 32 väliin. Kuvion 1 kytkinlaitteen 2 mukaisesti jäädytysrungoilla 28 ja 30 on sama potentiaali, nimittäin 15 liitännän L potentiaali. Täten on aktiivisen puolijohdekyt- kinelementin 10 katodi liitetty virtakiskon 34 välityksellä aktiivisen puolijohdekytkinelementin 18 anodiin. Jäädytys-rungon 26 potentiaali vastaa kuvion 1 kytkentälaitteen 2 liitännän B potentiaalia ja jäädytysrungon 32 potentiaali 20 vastaa kytkinlaitteen 2 liitännän N potentiaalia. Aktiiviset puolijohdekytkinelementit 10 ja 18 on liitetty kiskotuksen 36 avulla kuvion 1 mukaisen kytkinlaitteen 2 rakenne-element-teihin. Kiskotuksena 36 on käytetty useita päällekkäin kerrostettuja kulloinkin eristyksen 38 toisistaan sähköisesti ‘25 erottamia virtakiskoja 40, 42, 44 ja 46. Käytettäessä n toi-sistaan riippuvaista virtapiiriä käytetään vähintään n + 1 virtakiskoa. Kuvion 1 mukaisesti kytkinlaite 2 koostuu kolmesta toisistaan riippuvaisesta virtapiiristä 4, 6 ja 8. Tätä vastaavasti sisältää kiskotus 36 neljä päällekkäin kerros-30 tettua kulloinkin eristyksen 38 toisistaan sähköisesti erottamaa virtakiskoa 40, 42, 44 ja 46. Molemmat virtakiskot 44 ja 46 ovat välittömästi laitteen 48 avulla liitetty toisiinsa sähköä johtavasti. Laitteena 48 voidaan käyttää sähköäjoh-tavaa sankaa, joka on liitetty ainoastaan ulompiin virta-,;35 kiskoihin 44 ja 46 sähköä johtavasti.

4 87855

Virtakisko 40 liittää aktiivisen puolijohdekytkin-elementin 10 anodiliitännän 50 kondensaattorin 14 kautta diodin 16 anodiliitäntään 52. Tämän diodin 16 katodiliitäntä 54 liitetään virtakiskon 42 avulla kondensaattorin 12 kautta 5 aktiivisen puolijohde-elementin 10 katodiliitäntään 56 vastaavasti aktiivisen puolijohde-elementin 18 anodiliitäntään 58. Molemmat virtakiskot 40 ja 42 kulkevat lähekkäin likimain yhdensuuntaisesti ja ne ovat erotetut eristyksellä 38 sähköisesti toisistaan. Tämän kaksoiskiskon ominaisinduktanssi mää-10 räytyy virtakiskon tietyllä pituudella, n ja tietyllä eristy setäisyydellä a virtakiskojen leveyden b perusteella. On tunnettua, että kaksoiskiskon ominaisinduktanssi on likimain verrannollinen lausekkeeseen 1 x a/b. Täten voidaan virta-kiskojen leveyttä b lisäämällä saavuttaa kaksoiskiskon omi-15 naisinduktanssin pienentyminen. Sen lisäksi on tunnettua, että kaksoiskiskon molempien virtakiskojen välistä ryömintä-matkaa voidaan suurentaa siten, että niiden eristyksen 38 leveys on suurempi kuin virtakiskojen leveys b. Kytkinlaitteen 2 mukaisesti, erityisesti virtapiirin 6 mukaisesti, 20 liitetään aktiivisen puolijohdekytkinelementin 18 katodi liitäntä 60 virtakiskon 44 avulla suoraan diodin 20 katodiliitäntään 62. Koska molemmat katodiliitännät 60 ja 62 ovat samassa potentiaalissa, on diodi 20 sovitettu jäähdytysrun-golle 32. Diodin 20 anodiliitäntä 64 liitetään virtakiskon ‘ .25 42 avulla kondensaattorin 12 kautta aktiivisen puolijohde- kytkinelementin 18 anodiliitäntään 58. Myös tässä virtapiirissä 6 virtakiskot 42 ja 44 muodostavat kaksoiskiskon, jolloin virtakiskot 42 ja 44 ovat myös lähellä toisiaan ja eristyksen 38 sähköisesti toisistaan erottamia. Kuvion 1 virta-30 piirin 8 mukaisesti on aktiivisen puolijohdekytkinelementin 10 katodiliitäntä 56 liitetty virtakiskon 34 avulla aktiivisen puolijohdekytkinelementin 18 anodiliitäntään 58. Tämän aktiivisen puolijohdekytkinelementin 18 katodiliitäntä 60 on liitetty virtakiskon 44 avulla diodin 20 katodiliitäntään .35 62, jonka anodiliitäntä 64 on liitetty välittömästi diodin 5 87855 16 katodiliitäntään 54. Tämän diodin 16 anodiliitäntä 52 on virtakiskon 40 avulla liitetty kondensaattorin 14 kautta aktiivisen puolijohdekytkinelementin 10 anodiliitäntään 50. Virtakiskot 40 ja 44 muodostavat samoin kaksoiskiskon. Kes-5 keisesti molempien virtakiskojen 40 ja 44 väliin on sovitettu virtakisko 42. Virtakiskot 40, 42 ja 44 ovat kulloinkin eristyksen 38 sähköisesti toisistaan erottamia. Tämän lisäksi on virtapiirin 8 kaksoiskiskon virtakiskojen 40 ja 44 välinen etäisyys kaksi kertaa niin suuri kuin virtapiirin 4 10 kaksoiskiskon virtakiskojen 40 ja 44 välinen etäisyys vastaavasti virtapiirin 6 kaksoiskiskon virtakiskojen 42 ja 44 välinen etäisyys. Täten on virtapiirin 8 tämän kaksoiskiskon ominaisinduktanssi kaksi kertaa niin suuri kuin virtapiiriin 4 vastaavasti 6 kaksoiskiskon ominaisinduktanssi.

15 Täten myös virtapiirin 8 kaksoiskisko saa saman etäisyyden kuin virtapiirin 4 vastaavasti 6 kaksoiskisko. Virtakiskolle 40 on kerrostettu neljäs virtakisko 46, jolloin virtakiskot 40 ja 46 on erotettu eristyksellä 38 sähköisesti toisistaan. Tämän lisäksi on tämä neljäs virtakisko 46 liitetty laitteen 20 48 avulla sähköä johtavasti virtakiskoon 44. Täten ovat kaksoiskiskojen geometriset mitat kullekin virtapiirille 4, 6 ja 8 samat, minkä johdosta yksittäisten kaksoiskiskojen ominaisinduktanssit ovat samat. Täten saadaan nopeaa kytkin-;· laitetta 2 varten, jossa on useita toisistaan riippuvaisia > 25 virtapiirejä 4, 6 ja 8, kiskotus 36, jonka ominaisinduktanssi on hyvin alhainen. Koska kiskotuksen 36 ulommilla virta-kiskoilla 44 ja 46 on sama potentiaali, yksinkertaituu kytkinlaitteen 2 mekaaninen rakenne ja eristys.

Kuvion 1 mukaisen kytkinlaitteen 2 mekaanisen raken-30 teen edullisessa suoritusmuodossa ovat aktiiviset puolijohde-kytkinelementit 10 ja 18 siten sovitetut tilan suhteen erilleen rakenne-elementeistä, nimittäin kondensaattoreista 12 ja 14 ja diodeista 16 ja 20, että liitännäksi on muodostettu suorana toteutettu kiskotus 36. Täten yksinkertaistuu kisko-35 tuksen 36 valmistus ja kytkinlaitteen 2 asennus. Tämän 6 87855 lisäksi voivat virtakiskot 40, 42 ja 44 olla muodostetut rakenne-elementtien jäähdytyspinnoiksi. Edelleen on olemassa mahdollisuus käyttää virtakiskoja 40, 42, 44 ja 46 myös käyt-tövirran syöttöön.

Claims (1)

1. 7 87855 Patenttivaatimus: Matalainduktanssinen kiskotus (36), jossa on useita päällekkäin kerrostettuja, kulloinkin eristyksen (38) säh-5 köisesti toisistaan erottamia virtakiskoja (40, 42, 44, 46) nopeaa modulirakenteista kytkinlaitetta (2) varten, joka koostuu useista virtapiireistä (4, 6, 8), joilla on yhteisiä rakenne-elementtejä, tunnettu siitä, että n virtapiirin (4, 6, 8) yhteydessä käytetään vähintään n + 1 virta-10 kiskoa (40, 42, 44, 46), jotka liittävät virtapiirien (4, 6, 8) rakenne-elementit toisiinsa, jolloin molemmat ulommat virtakiskot (44, 46) on liitetty toisiinsa sähköäjohta-vasti. 15 Läginduktiv skenläggning (36) med flera pä varandra skiktade, med en isolering (38) frän varandra elektriskt 20 avskilda strömskenor (40, 42, 44, 46) för en med modulsys-tem byggd snabbkopplingsanordning (2) bestäende av flera strömkretsar (4, 6, 8) med gemensamma komponenter, k ä n -netecknad därav, att vid n strömkretsar (4, 6, 8) anordnas ätminstone n+1 strömskenor (40, 42, 44, 46), vil-: 25 ka sammanbinder strömkretsarnas (4, 6, 8) konstruktions-element med varandra, varvid de bäda yttre strömskenorna (44, 46) är direkt elektriskt ledande förbundna med varandra.