HU180293B - Power rectifier - Google Patents

Description

Szabadalmas:

Siemens AG., Nyugat-Berlin (WB) és München, Német Szövetségi Köztársaság

Nagyteljesítményű egyenirányító

A találmány tárgya nagyteljesítményű egyenirányító kényszerhütéses áramvezeto sínnel és két szalagalaku áraravezető csatlakozóslnnel, amely áramvezető sin egyik oldalán két sorban egyenirányító szelepek vannak egymástól közel azonos távolságra, villamosán vezető módon felerősítve, és ahol mindegyik csatlakozósin egy-egy sor egyenirányító szelephez van hozzárendelve, minden egyes egyenirányító szelep villamosán vezető módon hozzá van kapcsolva a hozzárendelt csatlakozóéin egy csatlakozóeleméhez, és a csatlakozóelemek egymástól közel ugyanolyan távolságra vannak, mint a hozzájuk tartozó egyenirányító szelepek, továbbá a két csatlakozóéin egymáshoz képest térközzel, az áramvezető sin egyenirányító szelepekkel beültetett oldalához képest pedig szögben helyezkedik el.

Ilyen tipusu, párhuzamosan kapcsolt egyenirányító szelepekkel rendelkező nagyteljesítményű, egyenirányító kapható a kereskedelemben; ennél legalább az egyenirányító szelepekkel beültetett áramvezető sin léghűtéses. Ezeknél a nagyteljesítményű egyenirányítóknál, melyeknek sok párhuzamosan kapcsolt egyeniranyltó szelepük van, lehetőleg egyenletes terhelést kell biztosítani valamennyi egyenirányító szelepen, s ezzel együtt egyenletes árameloszlást a sin teljes hosszában. A Siemens Zeitschrift, 1968. 42. kötet, 544-549· oldalain megjelent cikkből ismert, hogy az árameloazlás a párhuzamosan kapcsolt egyenirányító szelepek átviteli karakterisztikájának szórása mellett' a rendszer hosszanti és keresztirányú induktivitásaitól is függ. Hosszanti induktivitáson itt azt az induktivitást értjük, ami

180.293 két egymás után következő, az egyenirányító sínre erősített egyenirányitó szelep között lép fel. A keresztiránya Induktivitás az egyes egyenirányító szelepek és a csatlakozóslnen lévő, hozzájuk tartozó csatlakozóelem közti Induktivitás. A cikk szerint megközelítőleg egyenletes árameloszlás adódik, ha a hosszanti és keresztirányú induktivitás viszonya lehetőleg kicsi, és minden két egymás után következő egyenirányító szelep közti hosszanti Induktivitás egy közepes érteknek felel meg. Az ismertetett^ a kereskedelemben kapható nagyteljesítményű egyenirányítókon végzett mérések azt mutatják, hogy eme előírások betartása ellenére nagy eltérések mutatkoznak az árameloszlásban az árarnve-» zető sin mentén, a középértéktől· való eltérések még az 50 %-ot ls elérhetik.

A találmány megalkotásakor azt a feladatot tűztük ki, hogy a bevezetőben leirt típusu nagyteljesítményű egyenirányítót egyszerű módon úgy alakítsuk ki, hogy az áramvezető sin mentén jobb, egyenletes árameloszlást kapjunk.

A találmánnyal ezt a feladatot azáltal oldjuk meg* hogy a két szalagalaku csatlakozóéin olyan távolságra van egymástól éa szélességük úgy van megválasztva, hogy a csatlakozósinek külső felületei által meghatározott négyszög alakja és területe megegyezik azzal a négyszögével, amelyet a kényszerhütéses áramvezető sin keresztmetszetenek külső határvonalai határoznak meg* és a csatlakozóelemek a csatlakozósinek egymás felé néző belső felületein vannak elhelyezve.

A találmány szerinti nagyteljesítményű egyenirányítónál egyszerű módon biztosítsuk, hogy az áramfelvevo és az áramleadó áxamvezető sínek keresztmetszetének alakja mindig megegyezik, miáltal egyrészt gyakorlatilag azonos hosszanti induktivitást kapunk a kényszerhütéses áramvezető sínnél és mindkét csatlakozósinnél, másrészt a csatlakozósinek által befedett felületek kerületének növelésével csökkennek a hosszanti induktivitások. Mérésekkel kimutattuk, hogy ezáltal messzemenően egyenletes árameloszlást kapunk* ami az áramvezető sin mentén csak kis százalékban tér el a középértéktől.

A keresztirányú induktivitás növelésére és igy a fent említett viszony csökkentésére légmagos fojtótekercseket iktathatunk be az egyenirányító szelepek és ,a hozzájuk tartozó csatlakozóelemek közti villamos vezetékek legalább egy részébe. Célszerű az egyenirányító szelepeknél olyan légmagos fojtótekercseket alkalmazni, amelyek a kényszerhütéses áramvezető sin két végének közelében találhatók.

Az árameloszlás további kiegyenlítődését nyerjük, ha a két csatlakozósint legalább felső és alsó végükön áramklegyenlltő kengyellel villamosán vezető módon összekötjük egymással.

A következőkben a találmány szerinti nagyteljesítményű egyenlrányitót közelebbről ismertetjük az ábrákon szemléltetett kiviteli példák alapján, ahol az la. és lb. ábra egy ismert nagyteljesítményű egyenirányitó két nézeti rajzát, a

2a. és 2b. ábra a találmány szerinti egyenirányító egy kiviteli alakjának két nézeti rajzát és a

J. ábra az egyenirányítón belüli árameloszlást szemléltető diagramot mutat.

180.293

Az ábrákon az egyforma részeket azonos hivatkozási jellej láttuk el. Az la. és lb. ábrán egy, a bevezetőben ismertetett, kereskedelemben kapható nagyteljesítményű egyenirányító látható, mégpedig az la. ábra felülnézeti, az lb. ábra pedig oldalnézet} képet mutat. A kényszerhütéses 1 áramvezető sínen, ami az ábrázolt kivitelben léghűtéses, két A és B sorban 10-10 db 2 egyenirányító szelep található. A 2 egyenirányító szelepek lehetnek diódák vagy tirisztorok. Az A és B sorban a 2 egyenirányító azélepek egyenlő a távolságra vannak egymástól. így az ábrázolt kialakításnál 1'17 I-X emeletet kapunk a 2 egyenirányító szelepekből.

A 2 egyenirányító szelepekből álló A és B sor egy-egy áramvezető szalagalaku 3 ill. 4 csatlakozósinhez van rendelve. Az ábrázolt példában a 3 és 4 csaülakozósinek kb. egyforma szélesek, és egymástól bizonyos távolságban a kényezerhütéses 1 áramvezető sin la oldalára merőlegesen helyezkednek el. Az la oldalra vannak a 2, egyenirányító szelepek is villamosán vezető módon felerősítve. Minden egyes 2 egyenirányító szelep az A és B qorban össze van kötve egy-egy 5 vezetéken át az A ill. B sorhoz hozzárendelt 3 ill. 4 csatlakozóain egy-egy 6 csatlakozóelemével. Az ábrázolt kivitelben a 6 csatlakozóelemeket biztosítók képezik. Ezt a megoldást általánosan alkalmazzák. A 6 csatlakozóelemek is ugyanolyan a távolságra helyezkednek el egymástól, mint a 2 egyenirányító szelepek.

Az I-X emelet árameloszlását a 3· ábra 7 görbéje mutatja, melyen fel van tüntetve az árameloszlás ingadozása az 1 áramve-*· zető sin mentén a középértékhez képest, amit 0 %—kai jelöltünk. A 7 görbe mutatja, hogy az árameloszlás az egyik végen +51 %— kai, a másik végén pedig -16 %-kal tér el a középértéktől. A 2 egyenirányító szelepek ebből adódó egyenetlen terhelése vagy a 2 egyenirányító szelepeket veszélyezteti, vagy ahhoz vezet, hogy a nagyteljesítményű egyenirányítót az egyes 2 egyenirányító szelepek terhelhetőségi határa alatt kell üzemeltetni.

A 2a. és 2b. ábra a találmány szerinti nagyteljesítményű egyenirányító egy kiviteli alakját mutatja, mégpedig a 2a ábrán felülnézeti, a 2b. ábrán pedig oldalnézeti képen.

A 2a. és 2b. ábra szerinti nagyteljesítményű egyenirányító abban különbözik az la. és lb. ábrával kapcsolatosan leírt nagyteljesítményű egyenirányítótól, hogy a 3 és 4 csatlakozósinek 3a és 4a külső felületei kb. egy vonalba esnek a kényszefhütéses 1 áramvezető sin külső felületeivel, és a 6 csatlakozóelemek, itt biztosítékok, a 3 és 4 csatlakozósinek egymás felé néző 3b és 4b belső felületein helyezkednek el, és a 5 és 4' csatlakozósinek úgy vannak kiszélesítve, hogy szélességük kb. megegyezik a kényszerhütéses 1 áramvezető sin d vastagságával. Ezekkel a méretekkel elértük, hogy az E·, négyszög, melyet a 3a és 4a külső felületek, valamint a 3 és ^x4 csatlakozósineket összekötő, szaggatott vonallal rajzolt 8 és 9 határvonalak határoznak meg - alakja és területe megegyezik az Fű-négyszögével, amely utóbbi annak a keresztmetszetnek felel meg, amit az 1 áramvezető sin hütőbordáit határoló, szaggatott vonallal rajzolt lb határvonal azl áramvezető sin szemben lévő la oldalával együtt meghatároz. Az F. és F- négyszöget a 2b. ábrán vonalkázással tüntettünk fel. ^x *

Az E- és F₂ négyszögek hasonlóságával - mint már említettük - elértük, hogy mind az áramfelvevő, mind az áramleadó sínrendszer egyes I-X emeletel között a hosszanti induktivitások

180.293 gyakorlatilag egyformák és a hagyományos felépítés hosszanti lhduktlvifásánál kisebbek. Ezáltal a 3. ábrán a 10 görbe szerinti áraweloszlást kapjuk, ami már csak +14 %-kal és -5 %-kal tér el a középórtéktől. Ezenkívül ezzel a felépítéssel elértük, hogy az áramvezető sínrendszer mindkét végén a középértéktől azonos iránya az eltérés. Ilyen áxameloszlásnál az egyenirányító különben azonos 2 egyenirányító szelepeitől jobb névleges teljesítményt várhatunk.

További árameloszlás javulást érhetünk el, ha a villamos összekötő 5 vezetékekbe légmagos fojtótekercseket iktatunk be* ami által megnő a keresztirányú induktivitás, és ezzel csökken - a bevezetőben említett követelményeknek megfelelően - a hosszés keresztirányú induktivitás viszonya. A kiviteli példában a jobb áttekinthetőség végett ezeket a légmagos fojtótekercseket nem tüntettük fel. A találmány szerint nem kell mindegyik összekötő 5 vezetéket ilyen légmagos fojtótekerccsel ellátni, hanem azokat úgy célszerű elrendezni, hogy azok pl.’a 3· ábra 10 görbéje szerint a sinvégek közelében még fellepő árameloszláseltéréseket kiegyenlítsék.

A 2a ábrán bejelöltünk még szaggatott vonallal egy-egy 11 és 12 áramklegyenlitő kengyelt, amelyek a sínrendszer felső és alsó végén villamosán vezető módón összekötik a két 3 és 4 csatlakozósint. A 2b ábráról az áttekinthetőség végett elhagytuk a 11, 12 áramklegyenlitő kengyeleket. Ilyen 11 és 12 áramkiegyenlítő kengyelek beiktatásával az árameloszlás még egyenletesebbé válik, mivel az áram szimmetrikusan oszlik meg a két 3 és 4 csatlakofeóslnen.

Még arra is rá kell mutatnunk, hogy az említett előnyök elérése szempontjából teljesen lényegtelen, hogy az F^ és Fj négyszögek a kiviteli példa szerinti dérékszügűek-e. A mérvadó az 1 áramvezető sin kialakítása, amelyhez az F, négyszöget alakjában és méretében - a 3 és 4 csatlakozósinelc’szélességénefc, egymástól való távolságának és az la oldallal bezárt szögének megfelelő megválasztásával - lehetőleg pontosan kell illeszteni. Az Fj. és Fq négyszögek lehetnek például trapézok, rombuszok vagy aszimmetrikus négyszögek ls.

Claims (3)

.Szabadalmi igénypontok

1. Nagyteljesítményű egyenirányító kényszerhűtésea áramvezető sínnel és két szalagalaku áramvezető csatlakozóslnnél, amely áramvezető sin egyik oldalára két sorban egyenirányító szelepek vannak egymástól közel azonos távolságra, villamosán vezető módon felerősítve, és ahol mindegyik csatlakozósin egyegy sor egyenirányító szelephez van hozzárendelve, minden egyel egyenirányító szelep villamosán vezető módon hozza van kapcsolva a hozzárendelt csatlakozósin egy csatlakozóeleméhez, és a csatlakozóelemek egymástól közel ugyanolyan távolságra vannak* mint a hozzájuk tartozó egyenirányító szelepek, továbbá a'két csatlakozósin egymáshoz képest térközzel, az áramvezető sin egyenirányitó szelepekkel beültetett oldalához képest pedig szögben helyezkedik el, azzal jellemezve, hogy· a két szalagalaku csatlakozósin /3*4/ olyan távolságra van egymástól és szélessé? fűk úgy van megválasztva, hogy a csatlakozősinek /3, 4/ külső elületel /3a, 4a/ által meghatározott négyszög /F^/ alakja és

180.293 térülőt© megegyezik azzal a négyszögével /P₂/. amelyet a kényszerhütéses áramvezető sin /1/ keresztmetszetének külső határvonalai haüározbak meg, és a csatlakozóelemek /6/ a csatlakozósínek /3, 4/ egymás felé néző belső felületein /3b, 4b/ vannak elhelyezve.

2. Az 1. igénypont szerinti egyenirányító kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az egyenirányító szelepek /2/ és a hozzájuk tartozó csatíakozóelemk /6/ - előnyösen biztosítók - közötti villamos vezetékek /5/ legalább egy részébe légmagos fojtótekercs van beiktatva.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti egyenirányító kivitet li alakja, azzal jellemezve, hogy a két csatlakozósin /3, 4/ legalább felső és alsó végükön áramklegjrenlitő kengyellel /11, 12/ villamosán vezető módon össze van kötve egymással.

3 db rajz

F.k.: Hím*· Zoltán Ornágoa Találmányi Hivatal