DE1059113B - Anordnung von Gleichrichterelementen auf rotierenden Bauteilen elektrischer Maschinen, insbesondere fuer die Erregung umlaufender Feldwicklungen von Wechselstromgeneratoren - Google Patents

Description

• Anordnung von Gleichrichterelementen auf rotierenden Bauteilen elektrischer Maschinen, insbesondere für die Erregung umlaufender Feldwicklungen von Wechselstromgeneratoren Gegenstand der Patentanmeldung S 54406 VIII c/21 g ist eine Anordnung von Gleichrichterelementen auf rotierenden Bauteilen elektrischer Maschinen, bei der mehrere Gleichrichter, in Richtung der Wellenachse hintereinanderliegend, vorgesehen sind, insbesondere für die Erregung umlaufender Feldwicklungen von Wechselstromgeneratoren von dem ebenfalls rotierenden Anker einer Wechselstromquelle, welche so aufgebaut ist, daß die Gleichrichterelemente, in der geometrischen Achse der umlaufenden Welle liegend, innerhalb eines aus die Stromzu- bzw. -ableitung ermöglichenden, voneinander isolierten Segmenten aufgebauten Rohres angeordnet sind. Diese Anordnung ermöglicht einerseits, die Beanspruchung der wirksamen Gleichrichterschicht weitgehend herabzusetzen, andererseits gestattet sie es, in günstiger und bequemer Weise die erforderliche Gleichrichterschaltung herzustellen. Dabei ist diese Anordnung geeignet, die Unterbringung der gesamten Gleichrichtergruppe, die beispielsweise in Drehstrombrückenschaltung arbeiten kann, innerhalb des Läufers bzw. der Welle der Er-.regermaschine oder der Maschine anzuordnen, deren Feldwicklung bei Drehstromspeisung mit Gleichstrom erregt werden soll.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Verbesserung der in der Hauptanmeldung angegebenen Anordnung zu schaffen, die es vor allem möglich macht, den Raumbedarf in axialer Richtung wesentlich herabzusetzen. Erfindungsgemäß wird daher die den Gegenstand der Patentanmeldung bildende Anordnung in der Weise abgeändert, daß die Stromzu- und -ableitungselemente für die Wechselstromzu- bzw. Gleichstromabführung zueinander konzentrisch liegende Rohrkörper bilden, die Gleichrichterelemente radial angeordnet sind und einander gegenüberliegende Segmente der konzentrischen Rohrkörper verbinden, wobei die Segmente des einen Rohrkörpers schraubenartig verformt sind.
• Die Erfindung soll näher an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden, das in den Fig. 1 bis 6 der Zeichnung wiedergegeben ist. Darin bedeutet Fig. 1 die Ansicht auf eine Gleichrichteranordnung, Fig. 2 und 3 zwei Querschnitte an den Stellen A-B bzw. C-D; in Fig. 4 und 5 sind ferner im Prinzip die gewählte Gleichrichterschaltung sowie schematisch die räumliche Schaltungsanordnung wiedergegeben; Fig. 6 gibt schließlich noch im Prinzip für die einzelnen axial hintereinanderliegenden Gleichrichterzellen den Anschluß in Verbindung mit den Stromleitungssegmenten wieder.
• Mit R, S, und T sind in den Figuren segmentförmig ausgebildete Stromschienen bezeichnet, die z. B. unter Einschaltung von Isolierstoffzwischenlagen i zu einem rohrförmigen Körper K1 vereinigt sind, der durch die aufgespannten oder aufgeschraubten Ringe r zusammengehalten wird. Zwischen den aus gut leitendem Material bestehenden Leitersegmenten R-S-T, und den Spannringen r sind noch Isolierzwischenlagen j angeordnet, die eine Überbrückung der Leitersegmente ausschließen. L+ und L_ bedeuten weitere ringsegmentförmig gestaltete Stromzuleitungsschienen für die Ableitung des Gleichstromes, die unter Zwischenschaltung weiterer Isoliersegmente j von dem äußeren rohrförmigen, aus den Segmenten R, S, T gebildeten Körper getrennt - sind und gegebenenfalls unter Einschaltung weiterer Isolierzwischenlagen i einen innenliegenden konzentrischen Rohrkörper K2 bilden. Wie insbesondere die Ansicht der Fig. 1 erkennen läßt, sind hierbei die Leitersegmente L+ und L-des innenliegenden Rohrkörpers K2 nach Art von Schraubengängen, d. h. mit Steigung, ausgeführt. Die einzelnen in der Gleichrichterschaltung vorhandenen Gleichrichterelemente sind nun, wie besonders deutlich die Querschnitte der Fig. 2 und 3 erkennen lassen, radial innerhalb der konzentrischen, - durch die Zu-bzw. Ableitung bildenden Leitersegmente angeordnet, und zwar derart, daß die aktive Gleichrichterfläche z. B. aus Silizium oder Germanium in der Drehachse liegt oder einen möglichst kleinen radialen Abstand von der Drehachse hat. Wie Fig. 1 und 2 erkennen lassen, ist das Hochstromgleichrichterelement 1 mit mit seinem Sockel 1 a in eine Bohrung des. Leitersegmentes L- eingelassen. Ducrh den Gewindeteil 1 b, der in eine weitere Gewindebohrung des Segmentes L-eingeschraubt ist, wird das Gleichrichterelement 1 an der Ableitungsschiene L- befestigt. Der andere Anschluß des Gleichrichterelementes 1 ist mit dem äußeren Stromzuleitungssegment R des außenliegenden Rohrkörpers K1 verbunden. Die Verbindung erfolgt mittels der Kontaktplatte 1 c, auf deren Gewindebolzen 1 d die Haltemutter 1 e aufgeschraubt ist, wodurch die Kontaktplatte an den durch eine Außen-bzw. Innenbohrung in dem Kontaktsegment R gebildeten Kontaktvorsprüngen R1 gehalten wird. Man erkennt, daß es bei dieser Anordnung erforderlich ist, das von der aktiven Schicht des Gleichrichters 1 zu der Kontaktplatte 1 c geführte Kabel 1 f durch eine Aussparung a der innenliegenden Gleichstromableitung L+ hindurchzuführen.
• Die Gleichrichter 1 bis 6 können zweckmäßigerweise in der in Fig.4 angedeuteten Drehstrombrückenschaltung angeordnet werden. In Fig. 5 ist schematisch näher angedeutet, wie in einfacher Weise die erfindungsgemäße Lösung verwirklicht werden kann. Dabei sind die einzelnen Gleichrichterelemente 1 bis 6 axial hintereinander angeordnet und die jeweils den Phasenleitern zugeordneten Gleichrichtergruppen 1, 4 bzw. 2, 5 bzw. 3, 6 um einen Winkel von 120° versetzt. Für die Verbindung der Anschlüsse der Gleichrichter 1 bis 6 ergibt sich schematisch die in Fig. 6 angedeutete Anordnung. Man erkennt aus der schematischen Darstellung der Fig.5 und 6, daß für die Verbindung der Drehstromleitungen R, S, T einerseits mit der Plussammelschiene L+, andererseits mit der Minussammelschiene L- die Verdrillung bzw. schraubenförmige Gestaltung der Gleichstromsammelschiene L+ und L_ erforderlich ist, wenn die räumliche Anordnung der Gleichrichterelemente zwischen dem drehstromführenden Segment einerseits und dem der Gleichstromableitung dienenden Leitersegment andererseits möglich sein soll. Fig. 3 der Zeichnung gibt genauer den Schnitt an der Stelle C-C wieder, in der das Gleichrichterelement 4 zwischen der Phasenzuleitung R und der Gleichstromableitung L+ eingeschaltet ist. Das Gleichrichterelement 4 ist, wie Fig. 3 erkennen läßt, in bezug auf den Stromdurchgang umgekehrt angeordnet wie das Gleichrichterelement 1 in dem Querschnitt A-B der Fig. 2. Infolgedessen wird der Sockel des Gleichrichterelementes 4 durch das Ansehlußsegment L hindurchgeführt und durch ein Anschlußstück 4g mittels einer besonderen Anschlußschraube 4h an dem Phasenleiter R befestigt. Die gegenüberliegende Kontaktplatte 4 c ist mittels der auf den Gewindeteil 4 d aufgeschraubten Mutter 4 e an Flanschen 4i eines Einsatzkörpers 4k festgespannt, der in das Leitersegment L+ eingeschraubt ist. Die den Phasenleitern S und T zugeordneten Gleichrichter 3, 6 bzw. 2, 5 sind um 180° versetzt in analoger Weise angeordnet. Selbstverständlich werden die einzelnen Gleichrichterelemente und deren Befestigungsteile so gestaltet, daß sich ergebende Umwuchten praktisch aufgehoben werden.
• In Einzelheiten kann die beschriebene Anordnung abgeändert werden. So können z. B. die zu Gleichstromab- und -zuleitung dienenden Stromführungselemente L+ und L- gerade, dagegen die drehstromführenden Phasenzuleitungen R, S, T mit schraubenförmiger Gestaltung ausgeführt werden. Ferner können unter Umständen die angedeuteten Isoliersegmente i zwischen den Stromführungssegmenten weggelassen werden. Statt schraubenförmigen Stromzuleitungen können auch Segmente Anwendung finden, die aus axialen und tangentialen Teilen zusammengesetzt sind (vgl. Fig. 7). Darin sind Sa die axialen und St die tangentialen Teile eines Leiters S.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung von Gleichrichterelementen auf rotierenden Bauteilen elektrischer Maschinen, bei der die Gleichrichterelemente gemäß Patentanmeldung S 54406 VIII c / 21g, in der geometrischen Achse der umlaufenden Welle hintereinanderliegend, innerhalb eines aus die Stromzu- bzw. -ableitung ermöglichenden, voneinander isolierten Segmenten aufgebauten rohrartigen Körpers angeordnet sind, insbesondere für die Erregung umlaufender Feldwicklungen von Wechselstromgeneratoren von dem ebenfalls rotierenden Anker einer Wechselstromquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzu- und -ableitungselemente für die Wechselstromzu- bzw. Gleichstromabführung zwei zueinander konzentrisch liegende Rohrkörper bilden, die Gleichrichterelemente radial angeordnet sind und einander gegenüberliegende Segmente der konzentrischen Rohrkörper verbinden, und daß die Segmente des einen Rohrkörpers schraubenartig verformt sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterelemente so angeordnet sind, daß die aktive Gleichrichterfläche in der Drehachse liegt oder nur geringen radialen Abstand von der Drehachse hat.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Stromzuführungssegmenten gebildeten rohrförmigen Körper durch äußere Spannringe oder eine Spannbuchse zusammengehalten sind.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch Isolierzwischenlagen zwischen den konzentrisch zueinander angeordneten Stromzuführungssegmenten sowie den äußeren Stromzuführungssegmenten und den Spannringen bzw. der Spannbuchse.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterelemente von den Stromleitungssegmenten des einen der konzentrischen Rohrkörper getragen sind, während eine über eine Leitung angeschlossene zweite Klemme mit einem Stromzuführungssegment des anderen rohrförmigen Segmentkörpers verbunden ist, und gegebenenfalls durch Aussparungen in innenliegenden Stromleitungselementen die Durchführung des Gleichrichterkörpers bzw. Gleichrichteranschlusses zu dem außenliegenden Stromleitungssegment ermöglicht ist.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle schraubenförmig verwundener Stromführungselemente solche aus axial und tangential verlaufenden Teilen vorgesehen sind.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtergruppen entsprechend den Phasenanschlüssen am Umfang versetzt sind. B. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Gleichrichterelementen und den Stromzuführungssegmenten besondere Anschlußstücke bzw. Einsatzkörper, die in die Stromzuführungssegmente eingeschraubt sind, eingeschaltet sind. 9. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungssegmente der konzentrisch einander umgebenden Rohrkörper bezüglich der einzelnen Rohrkörper für sich oder gemeinsam in wenigstens einem buchsenförmigen Isolierstoffkörper, insbesondere aus Gießharz, vereinigt sind.