NO153284B - Kateter for postkirurgisk drenering. - Google Patents

Description

Likeretteranlegg for store strømstyrker.

Likeretter anlegg for gjennemførelse av elektrokjemiske prosesser må være istand til å levere meget store strømstyrker ved forholdsvis lave spenninger. Man betegner slike innretninger også som høystrøm-likeretteranlegg.

I almindelighet inneholder et høy-strøm-likeretteranlegg to separate enheter, nemlig transformatoren og likeretteren. Likeretteren kan f.eks. være anbragt i skap hvor halvlederventilene er anordnet sammen med de tilhørende kjøle-elementer, be-skyttelses-, overvåkings- og kjøleinnretnin-ger. Halvlederventilene er i almindelighet skrudd inn i kjøle-elementer. Til- og bortledning av strømmen skjer i det minste delvis over separate skinner. For monterin-gen av kjøle-elementer, skinner og øvrig tilbehør kreves en særskilt rammekonstruk-sjon som betinger en forholdsvis stor på-kostning. De strømførende skinner og halvlederventilene er anordnet i ett plan eller i flere parallelle plan. En slik anordning fører nødvendigvis til en ujevn magnetisk sammenkjedning av de enkelte faser eller brogrener, noe som igjen kan føre til for-skjellige kommuteringstider og dermed til ujevn strømfordeling på de enkelte faser eller brogrener.

For å oppnå en god forskyvningsfaktor

og virkningsgrad er det ønskelig å gjøre de induktive og ohmske motstander innenfor anlegget så små som mulig. Lengden avlike-strømledningene er i praksis bestemt ved den matede forbrukers avstand fra likeretter anlegget. Imidlertid er det mulig å gjøre

lengden av ledningene små innenfor selve likeretteranlegget. Bortsett fra den strøm-fortrengning som opptrer ved store strøm-styrker, er f.eks. det nødvendige samlede tverrsnitt av strømskinnene i de tre faser i stjernekobling med sugekvelespole 1,73 gan-ger skinnetverrsnittet for en likestrømpol. Ved brokobling stiger dette materialbehov

til det 2,45-dobbelte og til det 3,46-dobbelte hvis broforgreningen f.eks. er anbragt i transformatoren med en magnetisk spen-ningsstyring over transduktorer. Disse tall betinger allerede av hensyn til kobbervek-ten et behov for å holde ledningslengdene så små som mulig.

Denne oppgave har tildels allerede vært løst ved at selenlikerettere ble drevet innenfor transformatorkassen, altså under olje. Å anordne likeretterelementene på et så utilgjengelig sted kan eventuelt være tilladelig ved selen-likerettere fordi disse likerettere er selvhelbredende, resp. i tilfellet av defekter i det minste beholder sin sperrevirkning. I nyere tid blir selenlike-retterne mer og mer fortrengt av enkrystal-linske likeretterventiler på germanium- og silisium-basis fordi disse har mindre plass-behov og har høy virkningsgrad. I motset-ning til de ovennevnte selenlikerettere har imidlertid disse halvlederventiler den egen-skap at de ved defekter danner kortslut-ninger. I tilfellet av skade må de således skiftes ut. En utskiftning av likeretterventiler anbragt i det indre av transformatorkassen krever imidlertid et betydelig ar-beide.

Denne ulempe blir ved et kjent anlegg i stor utstrekning undgått ved at likeretterventilene er anordnet i minst én sidevegg av transformatorkassen og nedenfor olje-speilet. Til dette formål festes likeretterventilene på forsiden av innsatsplater som monteres i transformatorkassens vegg isolert mot kassen og tettsluttende. Kjølerib-bene rager inn i transformatoroljen. En slik anordning kan imidlertid eventuelt bli øko-nomisk ved anlegg med meget store strøm-styrker ved forholdsvis lav spenning, som krever parallellkobling av et tilsvarende stort antall av likeretterventiler, eller hvis transformatorens sekundærspenning overskrider de anvendte likeretterventilers sperrespenning og der således også kreves en seriekobling av flere ventiler. For i disse tilfeller kan den normalt disponible flate av transformatorkassens sidevegger eventuelt bli utilstrekkelig til å oppta likeretterventilene, så den må økes tilsvarende.

Det har også allerede være foreslått å anordne likeretterventilene på minst én blokkformet byggedel som er forsynt med kjølekanaler for væskekjøling av ventilene og er forbundet med transformatoren ved ledninger for til- og bortledning av væske. Disse ledninger er elektrisk isolert mot transformatorkapselen og utformet som elektriske forbindelsesledninger mellem likeretterventilene og transformatorviklin-gene. Ved en slik anordning er der imidlertid bare sørget for kjøling med transformatoroljen. Disse ulemper kan undgås med den foreliggende oppfinnelse.

Det har også allerede vært foreslått å anvende strømfordelings- og strømsamle-skinner som kjølelegemer for flere parallellkoblede halvlederventiler og utruste dem med kjøleribber. Dessuten er det kjent å la kjøleribbene på et kjølelegeme som opptar en likeretter, rage inn i en kjølekanal.

Oppfinnelsen angår således et høy-strøm-likeretteranlegg hvor der i hver likeretter-brogren er anordnet flere parallellkoblede enkrystall-halvlederventiler anbragt på en strømførende skinne som er utført som kjøleelement og utrustet med kjøleribber. Ifølge oppfinnelsen blir de inn-ledningsvis omtalte ulemper unngått ved at tverrsnittet av de vekselstrømførende skinner er U-formet, og at minst to av vek-selstrømskinnene og minst én av de like-strømførende skinner danner veggen av en kjølekanal for et strømmende kjølemedium, i hvilken kjøleribbene på i og for seg kjent måte rager inn. På strømfordelingslednin-gene kan man anbringe nær sagt et hvilket som helst antall av likeretterceller. Strøm-fordelingsledningene kan være såvel væske-som gasskjølt. En luftkjøling kan f.eks. være særlig fordelaktig når beredet vann ikke står til rådighet i tilstrekkelig mengde.

For den videre forklaring av oppfinnelsen skal der henvises til tegningen. .Fig. 1 viser et høystrøm-likeretteranlegg i trefaset brokobling. Fig. 2 viser et anlegg i sugekvelespolekobling. Fig. 3 og 4 viser anordningen av kjøle-elementer i frittbærende utførelse på transformatorkassen. Fig. 5 og 6 viser hvert sitt tverrsnitt av de som kjølekanaler utførte tilslutningsledninger til transformatorens sekundærviklinger. Fig. 7 og 8 viser anordningen av cellene i rummet. Fig. 9 viser tverrsnitt av en fordelaktig utførelsesform av kjøle-elementene for et likeretteranlegg i sugekvelespolekobling. Fig. 10 viser skjematisk en loddrett anordning av kjøle-elementene parallelt med en sidevegg av transformatorkassen. Fig. 1 viser skjemaet for en likeretter-transformator 2 med trekantkoblet primærvikling 4 og stjernekoblet sekundærvikling 3. Primærviklingen 4 kan være tilsluttet et trefasenett med fasene R, S, T. I hver brogren er der anordnet et større antall celler, f.eks. 28. Cellene er delt i to grupper 5-7 og 14-16, resp. 11-13 og 20-22. Av hver gruppe er én likerettercelle over en sikring 8-10, resp. 17-19 koblet i serie med en likerettercelle i den annen gruppe. Av det samlede antall av likeretterceller er der for enkelhets skyld bare vist noen få i hver brogren. Cellene 5-7 er forbundet med den positive likestrømskinne og cellene 20-22 med den negative. De ender av likestrøm-skinnene som er betegnet med + og —, kan være tilsluttet en høystrømforbruker, som ikke er vist på figuren, f.eks. et elektrolyse-anlegg med en spenning på 900 Volt og en strøm på 12 kA.

Den sugekvelespolekobling som er vist på fig. 2, skal tjene til strømforsyning av en likestrømforbruker hvis spenning ikke overskrider sperrespenningen for en like-retterventil. En transformator 24 har en trekantkoblet primærvikling 25.1 den seks-fasede sekundærvikling er tre og tre faser 26 og 27 koblet i stjerne og forbundet med hverandre over en sugekvelespole 28. Den negative likestrømskinne er tilsluttet et midtuttak på sugekvelespolen 28. De frie ender av viklingene 26 er forbundet med den positive likestrømskinne over hver sin parallellkobling av 28 celler, henholdsvis 29, 30 og 31. De frie ender u, v, w, x, y og z av viklingene 26 og 27 er forbundet med den positive likestrømskinne over hver sin parallellkobling av f.eks. 28 likeretterceller 29-34. Med hver likerettercelle er der serie-koblet en sikring 35-40.

En utførelsesform av likeretteranlegget i trefaset brokobling med vannrett anordning av kjøle-elementene 45-47 i led-ningsføringen fra transformatorkassen 48 til en forbruker er vist på fig. 3. Strømfor-delingsledningene i samme bro er overens-stemmende med fig. 1 betegnet henholdsvis med u„ Uo, med v1; v2 og med wi, W2, resp. med P og N, og danner tilsammen et kjøle-element 45-47. Strømfordelingsledningene er ført ut fra beholderveggen 48 for transformatoren 2 til siden via gjennemføringer. På dekselet for transformatorbeholderen 48 er der anordnet gjennemføringer 49, 50 og 51 for tilslutning av ledninger for tilfør-sel av trefase-strømmen. Likespenningsled-ningene P og N er utført som flatskinner, mens vekselspenningsledningene u,, u2, resp. v„ v,>, resp, w,, w2 består av U-skinner. Vek-selspenningsskinnene er isolert mot like-spenningsskinnene ved mellemlegg 52 av elektrisk isolerende materiale. Fig. 4 viser kjøle-elementer i selvbær-ende utførelse, som ved sin ene ende er festet til transformatorkassen 48. Den annen ende støttes av tilslutningsledningene P og N for likestrømmen. Ved denne ende av kjøle-elementet er der anordnet en kjøleinnretning 55 som inneholder en ven-tilator 56 med elektrisk drivmotor 57. Ventilatoren 56 suger eller trykker en kjøle-gass, f.eks. luft, gjennem den kjølekanal som dannes av ledningsskinnene. I dette øyemed er kjølekanalen forsynt med kjøle-slisser 58 som kjølemiddelet kan suges til eller trykkes ut igjennem. Videre kan der være anordnet ekstra åpninger for kjøleluf-ten i kjøle-elementet ved siden av likerettercellene. Tverrsnittet av disse åpninger kan hensiktsmessig være mindre i nærheten av ventilatoren enn i nærheten av tilslutningen på transformatorkassen. Imidlertid kan også åpningenes antall økes med tiltagende avstand fra ventilatoren. Enn videre kan kjølekanalen vært ut-ført konisk slik at dens tverrsnitt avtar med tiltagende avstand fra ventilatoren. Denne utførelse av kjøle-elementet fører til en tilnærmelsesvis jevn kjøling av alle likerettercellene. Det er også mulig å anordne celler i flere rader ved siden av hverandre. Skjønt figuren viser en utførelse med luft-kjøling, kan anlegget også forsynes med væske- eller fordampningskjøling. Fig. 5 viser tverrsnitt av en utførelses- form av kjøle-elementet for en likeretter - anordning i brokobling i henhold til fig. 1. Likestrømledningene P og N er utført som flatskinner og forsynt med kjøleribber på baksiden. Skinnene med kjøleribber kan fordelaktig være trukket i ett stykke. Vek-selstrømtilslutningsledningene ut, v„ Wi og og Uo, v2, W2, som er utført som U-skinner, er likeledes forsynt med kjøleribber 60 på baksiden. Likerettercellene 5-7, 11-16 og 20-22 er festet på yttersiden av de respektive ledningsskinner. De kan hensiktsmessig være forsynt med en gjengebolt og skrudd inn i en tilsvarende blindboring i skinnene. Foruten denne festemåte er det imidlertid også mulig å foreta en befesti-gelse av likerettercellene med innspen-ningsskinner eller -ringer. Denne festemåte gjør det f.eks. mulig å feste flere likeretterceller for samme tilslutningsledning ved hjelp av en felles innspenningsskinne. En av cellene i hver gruppe av parallellkoblede celler, f.eks. en av cellene 11, 12, 13, er over en sikring 8, resp. 9, resp. 10, som er festet på et isolerende mellemlegg 52, forbundet med en celle 5, resp. 6, resp. 7 i den annen cellegruppe i samme brohalvdel. På samme måte er en av cellene 14, 15 og 16 over en av sikringene 17, 18 og 19 forbundet med en celle 20, 21 resp. 22 i den annen cellegruppe i samme brogren. Som antydet på figuren er de positive likestrømskinner P ved hjelp av forbindelsesskinner sammenfattet til et stjernepunkt hvor der kan være tilsluttet en tilslutningsledning (betegnet med +) for en forbruker. På samme måte er de negative likestrømskinner N sammenfattet til et stjernepunkt hvor der likeledes kan være tilsluttet en tilslutningsskinne (betegnet med —) for en forbruker.

Istedenfor å benytte en anordning som vist på fig. 5 kan man også forene en og en vekselspenningsskinne, f.eks. ut og en like-spenningsskinne f.eks. P til et kjølelegeme. Isåfall kan skinnene begge være U-profiler som ved endene av sine ben ligger an mot hverandre og er elektrisk isolert fra hverandre.

Fig. 6 viser en anordning av strømfor-delingsskinnene og likerettercellene i et anlegg i trefaset brokobling i henhold til fig. 1, hvor både tilslutningsledningene for vek-selstrømmen og likestrømledningene er ut-ført som U-skinner og sammenfattet til en blokkanordning. To og to vekselspennings-tilslutningsledninger u,, u.., resp. v,, v2, resp. wi, w» danner sammen med isolerende mellemlegg 53 en kjølekanal. Sikringselemen-tene 8 og 17, resp. 9 og 18, resp. 10 og 19 i en felles likeretterbro er festet til det respektive samme mellemlegg 53. Er der sikret en tilstrekkelig stabilitet av blokkanordnin-gen, kan de isolerende mellemlegg 53 med undtagelse av de to ytterste også være forsynt med åpninger eller ha form av adskilte mellemrum som, likedan som på fig. 5, bare kan være anordnet på forbindelsesstedet mellem to og to mot hinannen liggende skinner.

En utførelsesform av likeretterventile-nes forbindelse med ledningsskinnene såvel som en anordning av sikringene fremgår av fig. 7, hvor en del av fig. 6 er gjengitt mer utførlig. Ventilen 11 kan fordelaktig inneholde en halvledercelle lia montert i en gjengeboring i ledningsskinnen u,. På figuren er gjennemslipningsretningen for cellen lia retningen fra skinnen ut til sikringen 8. Ved ombytning av flatsidene av cellen lia får ventilen 11 den motsatte gjennemslipningsretning, altså fra sikringen 8 i retning mot skinnen, noe som f.eks. er tilfellet ved ventilen 5. En slik halvleder-celler kan i det vesentlige være bygget opp av en likerettertablett hvis elektroder er innlegert, inndiffundert eller fremstillet ved kontaktbelegning under trykk, og som er innesluttet løst uten loddeforbindelser mellem to edelmetall-membraner. Membra-nene er innbyrdes mekanisk forbundet og elektrisk adskilt ved en keramikkring ved ytterkanten. De to membraner, hvorav den ene danner den positive og den annen den negative pol av platecellen, er skilt fra hverandre ved den forholdsvis store isola-sjonstrekning som betinges av keramikk-ringen. Bunden av gjengeboringen er forsynt med en sokkelformet forhøyning som den nedre membran for cellen lia ligger an på. På den øvre flatside av cellen lia er der anordnet et trykkstempel 11b i anlegg mot en tallerkenfjær lic. En tilslutningsledning lid blir ved hjelp av en pakkboks-lignende skruekontakt llg presset mot tal-lerkenfjæren lic og dermed via trykkstem-pelet Hb mot cellen lia. Presskontakten llg er skilt fra tilslutningsledningen lid ved et isolasjonslegeme lie. Tilslutningsledningen lid er festet, f.eks. fastskrudd, til et tilslutningsøre 8a på sikringen 8. Denne kan være festet på isolasjonen 53, hensiktsmessig med en vanlig holder med bajonett-lås. På samme måte er ventilen 5 festet til et tilslutningsøre 8b.

For en likeretteranordning i sugekvelespolekobling som vist på fig. 2 kan man velge en blokkanordning av kjøleelemen-tene i likhet med anordningen på fig. 6. Både tilslutningsledningene til transformatorens sekundærviklinger 26 og 27 (fig. 2) og tilslutningsledningene til den positive likestrømskinne kan være utført som U-skinner hvori likerettercellene 29-34 kan være anbragt i serie med hver sin av sikringene 35-40. De ledninger som er tilsluttet hver av transformatorens sekundærviklinger, danner sammen med tilhørende isolerende mellemlegg en kjølekanal. På samme måte kan strømfordelingsledninge-ne P for den positive likestrømskinne dan-ne hver sin kjølekanal som kjøleribbene på ledningsskinnene rager inn i.

En utførelsesform av befestigelsen for sikringene 35-40 samt anordningen av likerettercellene 29-34 er vist skjematisk på fig. 8. Av likerettercellene er én og én celle festet til en vekselspenningskinne, f.eks. skinnen u, og den respektive følgende celle til en likestrømskinne P. Det isolerende mellemlegg er betegnet med 54.

På fig. 9 er ledningene til den dobbelte stjernekobling 26, 27 ved likeretteranord-ningen i sugekvelespolekobling på fig. 2 til-like med de respektive strømfordelingsled-ninger P på likestrømsiden sammenfattet til en radialt symmetrisk polygonanord-ning for hver stjernekobling. Sikringene 35-40 er anbragt på de isolerende mellemlegg mellem hver av strømfordelingslednin-gene u, v, w, resp. x, y, z på vekselspen-ningssiden og den positive likestrømledning P. Den radialt symmetriske anordning av ledningene gir like ledningsinduktiviteter og like kommuteringstider for strømmene. En slik anordning medfører således en jevn strømfordeling på sekundærviklingenes til-slutningslednihger. Denne anordning av kjøle-elementene kan anvendes på samme måte også ved en likeretteranordning i brokobling.

Fig. 10 viser en loddrett anordning av kjøle-elementene parallelt med en sidevegg av transformatorkassen 48. Tilslutningsledningene u, v, w, x, y, z til transformatorens sekundærviklinger i en sugekvelespolekobling i henhold til fig. 2 er ført ut elektrisk isolert gjennem sideveggen av transformatorkassen i nærheten av dennes bund. Kjøle-elementene kan f.eks. være utført i en lignende konstruksjon som på fig. 5, idet to og to tilslutningsledninger u og x, resp. v og y, resp. w og z sammen med

to ledninger P til den positive likestrøm-skinne danner et kjøleelement. En slik opp-bygning gjør det mulig å anvende transformatoroljen som kjølemiddel for likeretter - ventilene. I dette øyemed kan der f.eks. ovenfor og nedenfor hvert kjøleelement være anordnet en kjøleledning, henholdsvis 62 og 63, som er isolert mot ledningsskinnene på passende måte. Kjøleledningen 63 inneholder en sirkulasjonspumpe 64 for. transformatoroljen. Men der kan også være

anordnet et særskilt kjølekretsløp for kjøle-elementene.

På fig. 7 er halvledercellen lia og sikringen 8 vist anbragt adskilt fra hverandre. En annen anordning kan fås ved at skrue-kappen velges i overkastutførelse og inneholder en utskiftbar sikring.

Hermed fås en enda enklere oppbyg-ning hvor sikringen også er beskyttet mot korrosjon. Samtidig blir det lett å skifte ut sikringer og likeretterceller ved behov.

På fig. 11 er vist en skruekappe llg som

er utført som overkasthette og inneholder en sikring 8a'. I den øvre del av skruekap-pen llg er der satt inn et isolasjonsstykke lii. I dette er der vertikalt forskyvbart lag-ret et kontaktstykke llh hvis nedre del er utført som stempel og ligger an mot kontaktstykket på sikringen 8a'. Ved den øvre ende av kontaktstykket llh er et tilslut-ningsøre lim tilsluttet over en ledning lik. Mellem isolasjonsstykket lii og stempelet på kontaktstykket llh er der anbragt tal-lerkenfjærer lic hvormed sikringen 8a' og platecellen lia er ledende innklemt mellem stempelet på kontaktstykket llh og strømfordelingsledningen Ui. Som felles

holder for platecellen lia og sikringen 8a' benyttes en boks 65 av isolasjonsmateriale.

Det er også mulig å utføre selve skrukappen llg som sikring så der fås en yt-terst enkel konstruksjon.

Det kan også nevnes at skrukappen

llg, istedenfor å være forsynt med gjen-ger, kan være festet til strømfordelings-ledningen Ui med en låsanordning med død-punkt eller med en fjærbøyle.

Claims (10)

1. Likeretteranlegg for store strømstyr-ker, hvor der i hver likeretter-brogren er anordnet flere parallellkoblede enkrystall-halvlederventiler anordnet på en strøm-førende skinne som er utført som kjøle-element og utrustet med kjøleribber, karakterisert ved at tverrsnittet av de vekselstrømførende skinner er U-formet, og at minst to av vekselstrømskinnene og minst én av de likestrømførende skinner danner veggen av en kjølekanal for et strømmende kjølemedium, i hvilken kjøle-ribbene på i og for seg kjent måte rager inn.

2. Likeretteranlegg som angitt i på-stand 1 og utført i trefaset brokobling, karakterisert ved at de veksel-strømførende skinner (u1; u:; Vi, v2; wi, W2) i hver bro er forenet med de likestrømfør-ende skinner (P, N) til en kjølekanal (45, 46, 47).

3. Likeretteranlegg som angitt i på-stand 2, med en seriekobling av ventiler i hver brogren og en sikring for hver seriekobling, karakterisert ved at sikringen (8-10, resp. 17-19) er festet på et mellomlegg (52, 53, 54) som isolerer strøm-skinnene elektrisk fra hverandre.

4. Likeretteranlegg som angitt i på-stand 1, og utført i sugekvelespolekobling, karakterisert ved at tilslutnings-skinnene (u, x; v, y; w, z) til to transfor-matorsekundærviklinger som gjennomfly-tes av strømmer med motsatt fasestilling, er forenet med en av de likestrømførende skinner (P eller N) til en felles kjøle-kanal.

5. Likeretteranlegg som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at to motstående sidevegger av kjølekanalen dannes av vekselstrømskinnene og like-strømskinnene (u1( P, vlt P, Wi, P, resp. u3, N, v», N, W2, N), som i avvekslende rekke-følge med vekselstrømskinnene er anordnet ved siden av hverandre i plan med disse og likeledes er utført med U-profil, og at kjøle-kanalen er lukket med isolasjonsstoffer på de to øvrige sider og er oppdelt ved hjelp av ytterligere isolasjonsstof f plater som ligger an mot benene på to og to overfor hinannen liggende strømskinner.

6. Likeretteranlegg som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at vek-selstrømskinnene for en stjernekobling (u, v, w, resp. x, y, z) i avvekslende rekkefølge med den tilhørende likestrømskinne (P, resp. N) er sammenfattet til en kjølekanal hvis tverrsnitt har form av et regelmessig polygon.

7. Likeretteranlegg som angitt i på-stand 1, og inneholdende skiveformede halvlederventiler, karakterisert ved at der i kjølekanalveggene til å oppta ventilene er anordnet ensidig lukkede gjenge-boringer hvis lukkede ender har hver sin sokkelformede forhøyning som den respektive i boringen innførte skiveventil (lia) trykkes mot ved hjelp av et trykkstempel (11b), en trykkfjær (lic) og en skrukappe (He, llg).

8. Likeretteranlegg som angitt i på-stand 7, karakterisert ved at skrukappen (llg, fig. 11) er utført som overkasthette og inneholder en utskiftbar sikring (8a').

9. Likeretteranlegg som angitt i på-stand 8, karakterisert ved at der som felles holder for sikringen (8a') og platelikerettercellen (lia) er anordnet en boks (65) av isolasjonsmateriale.

10. Likeretteranlegg som angitt i på- stand 8, karakterisert ved at skrukappen er forsynt med en låsanordning : med dødpunkt. I