NO145146B - Stroemretter for stor effekt. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en strømretter for stor effekt og med

en tvungent kjølet strømskihne på hvis ene bredside to rader av strømretterventiler er festet elektrisk ledende i omtrent jevne avstander, samt med to båndformede tilslutningsstirømskinner av omtrent samme bredde, hvor hver tilslutningsstrømskinne er tilordnet en rad av strømretterventiler og hver strømretterventil er elektrisk ledende forbundet med en tilslutning hos den tilordnede tilslutningsstrømskinne, og hvor tilslutningene har omtrent samme avstand fra hverandre som de tilordnede strømretterventiler, samt hvor begge tilslutningsstrømskinnene er anordnet i innbyrdes avstand og hver i en vinkel til den med strømretterventiler bestykkede bredside av den tvungent kjølede strømretterskinne.

Slike' høyef-fekt-strømskinner med et stort antall parallell-koblede strømretterventiler er å få i handelen i utførelser hvor i det minste den strømskinne som er bestykket med strømretter-ventiler, er luftkjølet. Ved slike strømrettere for stor effekt og med, et større antall parallell-koblede strømretterventiler må der sikres en mest mulig jevn belastning på alle strømretter-ventilene, noe som betinger en jevn strømfordeling over hele skinnelengden. Fra en artikkel "Hohe Parallelschaltzahlen in Silizium-Grossgleichrichtern", Siemens-Zeitschrift 42 (1968),

side 544 *til 549 er det kjent at strømfordelingen foruten av spredningen i de parallell-koblede strømretterventilers gjennom-slipningskarakteristikker avhenger av langs- og, tverr-induktivitetene i systemet. Ved langs-induktivitet forstås i den forbindelse den induktivitet som opptrer mellom to suksessive strømretterventiler festet på strømretterskinnen. Tverr-induktiviteten er induktiviteten mellom hver strømretterventil og den tilhørende tilslutning på tilslutningsskinnen. Av ;artikkelen kan det utledes at man får en tilnærmet jevn strom-fordeling hvis forholdet mellom langs- og tverr-induktivitet er lavest mulig, idet det forutsettes at langs-induktiviteten mellom to og to på hinannen følgende strømretterventiler tilsvarer en midlere langs-induktivitet. Målinger på de beskrevne høy-effekt-strømrettere som forekommer vanlig i handelen, viser at der selv om disse krav overholdes, opptrer sterke avvik, opptil 50% fra middelverdien, i strømfordelingen langs strømskinnene. ;Der foreligger således den oppgave å utforme en høyeffekt-strømretter av den innledningsvis angitte art på en slik måte at der fås en bedre, jevnere strømfordeling langs strømskinnene. ;Ifølge oppfinnelsen blir denne oppgave løst ved at de to båndformede tilslutningsskinner er anordnet så langt fra hverandre og deres bredde er valgt slik at den firkant som er bestemt ved. tilslutningsstrømskinnenes ytterflater,med hensyn til form og areal omtrent tilsvarer den firkant som er gitt ved de ytre begrensninger for den tvungent kjølede strømskinne, og at tilslutningene befinner seg på de mot hinannen vendende innerflater av tilslutningsstrømskinnene. ;Ved høyeffektstrømretteren ifølge oppfinnelsen blir det ;på enkel måte oppnådd at den strømopptagende og den strøm-avgivende strømskinne har samme tverrsnittskonfigurasjon, hvorved der dels fås praktisk talt like langs-induktiviteter av den tvungent kjølede strømskinne og de to tilslutningsstrømskinner, ;og der dels på grunn av økningen i omkretsen av de flater som dekkes av tilslutningsstrømskinnene, oppnås en minskning av langs-induktivitetene. Målinger har vist at der dermed fås en langt på vei jevn strømfordeling som langsetter strømskinnen bare avviker noen få prosent fra middelverdien. ;For å øke tverr-induktivitetene og dermed minske det oven-nevnte forhold kan der i det minste i en del av den elektrisk ledende forbindelse mellom strømretterventiler og de tilhørende tilslutningspunkter være anordnet luftdrossel-spoler. Det er hensiktsmessig å anordne slike luf tdrossel-spoler ved de<*> strøm-retterventiler som befinner seg i nærheten av de to ender av den tvungent kjølede strømskinne.

En videre utjevning av strømfordelingen får man om de to tilslutningsstrømskinner ved sin øvre og nedre ende er elektrisk ledende forbundet med hverandre via strømutjevningsbøyler.

I det følgende vil høyef fektstrømretteren ifølge oppfinnelsen bli belyst nærmere ved et c-ksempel under henvisning til tegningen. Like komponenter på figurene er forsynt med samme henvisningsbetegneIser.

Figurene 1a og 1b er henholdsvis oppriss og grunnriss av en høyeffektstrømretter av den innledningsvis omtalte art som forekommer vanlig i handelen. På en tvungent kjølet strømskinne 1, som i utførelseseksemplet er luftkjølet, er der anordnet to rader A og B av 10 og 10 strømretterventiler 2. Disse strømretter-ventiler 2 kan være dioder eller thyristorer. I hver rad A, B sitter strømretterventilene i samme avstand a fra hverandre. Dermed får man 10 etasjer I - X av strømretterventiler 2.

Til hver rad A, B av strømretterventiler 2 hører en båndformet tilslutningsskinne 3 resp. 4. I utførelseseksemplet har disse to tilslutningsstrømskinner 3 og 4 omtrent samme bredde og er anordnet i innbyrdes avstand og i rett vinkel til bredsiden 1a av den tvungent kjølte strømskinne 1, hvor strømretterventilene 2 er elektrisk ledende montert. Hver strømretterventil 2 i rad A og B er via en elektrisk ledning 5 forbundet med en tilslutning 6 på den respektive tilslutningsstrømskinne 3 eller 4 som er tilordnet vedkommende rad A eller B. I utførelseseksemplet er tilslutningene 6 representert ved sikringer. Denne utførelsesform blir i regelen anvendt,og tilslutningene på tilslutningsskinnene 3 og 4 vil derfor i det følgende' også bli omtalt som sikringer 6. Også sikringene 6 sitter i samme avstand fra hverandre som strøm-retterventilene 2.

Strømfordelingen over etasjene I til X er vist ved kurver

7 på fig. 3, hvor variasjonene i strømfordelingen langs strøm-skinnene er referert til middelverdien, som er betegnet med 0%. Denne kurve 7 viser at strømfordelingen ved den ene ende avviker

+ 51% og ved den annen ende - 16% fra middelverdien. Den ujevne belastning på strømretterventilene 2 som dette fører til, resul-terer enten i en fare for strømretterventilene 2 eller i at høyeffektstrømretteren må drives nedenfor belastningsgrensen for de enkelte strømretterventiler 2.

Fig. 2a og 2b viser likeledes henholdsvis o<p>priss og grunnriss en høyeffektstrømretter i henhold til oppfinnelsen.

Fra høyeffektstrømretteren på fig. 1a og 1b skiller strømretteren på fig. 2a og 2b seg ved at tilslutningsskinnene 3 og 4 med sine ytterflater 3a og 4a ender omtrent i flukt med ytterflåtene av den tvungent kjølede strømskinne 1, at sikringene 6 befinner seg på de mot hinannen vendende innsider 3b og 4b av tilslutningsstrømskinnene henholdsvis 3 og 4, og at disse til-slutningsstrømskinner 3 og 4 er utvidet slik at deres bredde omtrent tilsvarer tykkelsen d av den tvungent kjølede strømskinne 1. Ved disse forholdsregler blir det oppnådd at den firkant F1 som dannes av ytterflatene 3a og 4a og de stiplede forbindelseslinjer 8 og 9 mellom strømskinnene, med hensyn til form og areal omtrent stemmer overens med den firkant F2 som dannes av den stiplede begrensningslinje 1b for kjøleribbene sammen med utsidene av den tvungent kjølede strømskinne 1. De to firkanter F., og Fj er fremhevet ved skravering på fig. 2b.

Takket være den innbyrdes tilpasning av konfigurasjonen av de to firkanter F^ og F2 blir det, som allerede omtalt, oppnådd at langs-induktivitetene mellom de enkelte etasjer I-X såvel av det strømavtagende som av det strømavgivende skinnesystem er praktisk talt like og er minsket i forhold til den konvensjonelle utførelse. Dermed oppnår man en strømfordeling som vist ved kurven 10 på fig. 3 med maksimale avvik fra middelverdien på bare + 14% og - 5%. Dessuten blir det ved denne oppbygning oppnådd at der ved begge ender av strømskinnesystemet foreligger avvik med samme fortegn fra middelverdien. Med en slik strømfordeling er det mulig å oppnå en større nominell effekt med forøvrig like komponenter av strømretteren.

En ytterligere bedring av strømfordelingen kan man oppnå om man føyer inn luftdrossel-spoler i de elektriske forbindelses-ledninger 5, hvorved tverr-induktiviteten blir øket og dermed forholdet langs- til tverr-induktivitet minsket i samsvar med de innledningsvis nevnte krav. Disse luftdrossel-spoler i for-bindelsesledninger 5 er for oversiktens skyld ikke inntegnet i utførelseseksemplet. Videre skal det imidlertid nevnes at disse luftdrossel-spoler ikke behøver å anordnes for alle forbindelses-ledningene, men man ved passende valg kan ta sikte på å utligne resterende avvik i strømfordelingen,f.eks.slike som ifølge kurve 10 på fig. 3 foreligger i nærheten av skinnen.es ender.

På fig. 2a er der dessuten med stiplede linjer inntegnet strømutjevningsbøyler 11 og 12 som forbinder de to tilslutnings-strømskinner 3 og 4 elektrisk ledende ved øvre og nedre ende av skinnesystemet. På fig. 2b er strømutjevningsbøylene utelatt for oversiktens skyld. Ved bruk av slike strømutjevningsbøyler 11

og 12 blir strømfordelingen ytterligere utjevnet, da der med disse

bøyler er sikret en symmetrisk fordeling av strømmen på de to tilslutningsskinner 3 og 4.

Det skal ytterligere henvises til at det for oppnåelsen av de omtalte fordeler er uten betydning om flatene F. og F2 er rektangulære som i utførelseseksemplet. Avgjørende er konfigurasjonen av den tvungent kjølede strømskinne 1, som flaten F.J med hensyn til form og flateinnhold må tilpasses mest mulig nøyaktig ved tilsvarende avpasning av bredden av tilslutningsskinnene 3 og 4, disses avstand og den vinkel de danner med bredsiden 1a. F.eks. kan flatene F^ og F2 også ha form av trapeser, romber eller også usymmetriske firkanter.

Claims (1)

1. Strømretter for stor effekt og med en tvungent kjølet strømskinne på hvis ene bredside to rader av strømretterventiler er montert elektrisk ledende i omtrent samme avstand fra hverandre/ samt med to båndformede tilslutningsstrømskinner, hvor hver til-slutningsstrømskinne er tilordnet en rad av strømretterventiler og hver strømretterventil er elektrisk ledende forbundet med en tilslutning på den tilhørende tilslutningsstrømskinne, og hvor tilslutningene omtrent har samme avstand fra hverandre som de tilordnede strømretterventiler, samt hvor de to tilslutningsstrøm-skinner er anordnet i innbyrdes avstand og hver i en vinkel til den med strømretterventiler bestykkede bredside av den tvungent kjølede strømskinne, karakterisert ved at de to.båndformede tilslutningsstrømskinner (3,4) er anordnet så langt fra hverandre og deres bredde er valgt slik at den firkant ( F^) som er gitt ved tilslutningsstrømskinnenes ytterflater (3a, 4a^ med hensyn til form og areal omtrent tilsvarer den firkant (F2> som er gitt ved de ytre begrensninger for den tvungent kjølede strømskinne (1), og at tilslutningene (6) befinner seg på de mot hinannen vendende innsider (3b, 4b) av tilslutningsstrømskinnene.

2. Strømretter som angitt i krav 1, karakterisert ved at der i det minste i endel av de elektrisk ledende forbindelser (5) mellom strømretterventilene (2) og de til-hørende tilslutninger (6) er anordnet luftdrossel-spoler.

3. Strømretter som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de to tilslutningsstrømskinner (3,4) i det minste ved sin øvre og sin nedre ende er elektrisk ledende forbundet med hverandre via strømutjevningsbøyler (11,

12) .