DE1073609B

DE1073609B - Converter system with several branches connected in parallel and containing electrical valves

Info

Publication number: DE1073609B
Application number: DENDAT1073609D
Authority: DE
Inventors: Berlin-Siemensstadt und Dipl.-Ing. Arno von Zelisch Berlin-Friedenau Dipl.-Ing. Werner Aleite
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1960-01-21

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromrichteranlage mit mehreren parallel geschalteten Zweigen mit einem oder mehreren in Reihe geschalteten elektrischen Ventilen in jeder Ventilanordnung, insbesondere mit Halbleiterelementen, z. B. solchen auf der Basis eines Halbleiters aus Silizium oder Germanium. Die einzelne Ventilanordnung kann dabei z. B. in einer Phasenleitung oder einem Brückenzweig einer Gleichrichterschaltung liegen.The invention relates to a converter system with several branches connected in parallel one or more series-connected electrical valves in each valve arrangement, in particular with semiconductor elements, e.g. B. those based on a semiconductor made of silicon or germanium. the individual valve assembly can, for. B. in a phase line or a bridge branch of a rectifier circuit lie.

Bei solchen Anordnungen ist es wichtig, daß in den parallelen Zweigen anteilig an dem gesamten über die Ventilanordnung fließenden Strom gleiche Ströme fließen, damit die Ventile in einzelnen Zweigen nicht wesentlich stärker als in den anderen Zweigen beansprucht werden. Dieser praktischen Forderung steht jedoch die physikalische Erscheinung der Stromverdrängung entgegen, die durch den über die Ventile fließenden pulsierenden Gleichstrom sowohl in der Leitung des einzelnen Zweiges selbst durch deren Eigenfeld als auch durch die gegenseitige Beeinflussung der parallelen Zweige durch die von ihren Ven- tilströmen erzeugten, sich ändernden Magnetfeldern hervorgerufen werden,In such arrangements it is important that the parallel branches share in the total over equal currents flow through the valve assembly, so that the valves in individual branches do not flow are used much more than in the other branches. This practical requirement stands however, the physical phenomenon opposes the current displacement caused by the over the valves flowing pulsating direct current both in the line of the individual branch itself through their Self-field as well as through the mutual influence of the parallel branches by their valve flows generated, changing magnetic fields are caused,

Dieser nachteiligen Erscheinung läßt sich erfindungsgemäß dadurch weitgehend begegnen, daß die Gesamtzahl der parallelen Zweige in eine geradzahlige Anzahl von Gruppen zur Bildung je eines Systems von Leitungen zwischen zwei Sammelschienen aufgeteilt ist, wobei die zwischen den Sammelschienen der verschiedenen Systeme liegenden Leitungen paarweise einander räumlich benachbart liegen und in entgegengesetzter Richtung von ihrem Ventilstrom durchflossen sind. Als räumliche Anordnung zur Bildung je eines solchen Systems eignet sich bevorzugt eine sprossenleiterartige Leitungsanordnung, bei weleher die Holme der räumlichen Leiterform die Zu- und die Ableitung zu den parallel geschalteten Zweigen mit den Ventilen bilden, während die Sprossen der Leiterform durch die sich zwischen den Holmen erstreckenden Teile der parallelen Zweige mit den Ventilen gebildet werden. Die elektrischen Zu- und Ableitungen der gesamten Ventilanordnung können dabei an dem gleichen Ende der räumlichen Sprossenleiterform an deren Holmen liegen. Die Anschlußstellen der Ventilanordnung können jedoch auch derart gewählt werden, daß der Strom in Fluß richtung der Ventile an dem einen Ende der Sprossenleiterform an dem einen Holm eintritt und an dem entgegengesetzten Ende der Sprossenleiterform an dem anderen Holm austritt. Die Holme der Leiterform kön- so nen dabei bei gleichem oder verschiedenartigem Aufbau der Sprossenleiterform des einzelnen der genannten Systeme einander verschiedenartig zugeordnet werden. So können bei übereinstimmendem Aufbau StromrichteranlageThis disadvantageous phenomenon can be largely countered according to the invention in that the Total number of parallel branches in an even number of groups to form a system each of lines divided between two busbars, the one between the busbars of the different systems lying lines in pairs are spatially adjacent to each other and in opposite direction are traversed by their valve flow. As a spatial arrangement for education a ladder-like line arrangement is preferably suitable for each such system, in which the spars of the spatial ladder shape the inlet and outlet lines to the branches connected in parallel with the valves, while the rungs of the ladder shape through the between the stiles extending parts of the parallel branches are formed with the valves. The electrical supply and Derivatives of the entire valve arrangement can be at the same end of the spatial rung ladder shape on their spars. The connection points of the valve arrangement can, however, also be of this type be chosen that the current in the flow direction of the valves at one end of the rung ladder shape enters at one stile and at the opposite end of the rung ladder shape at the other Holm exits. The stiles of the ladder shape can be of the same or different structure the rung ladder shape of each of the systems mentioned assigned to one another in different ways will. With the same structure, power converter systems

mit mehreren parallel geschalteten,with several parallel connected,

elektrische Ventile enthaltenden Zweigenbranches containing electric valves

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Werner Aleite, Berlin-Siemensstadt,Dipl.-Ing. Werner Aleite, Berlin-Siemensstadt,

und Dipl.-Ing. Arno von Zelisch., Berlin-Friedenau,and Dipl.-Ing. Arno von Zelisch., Berlin-Friedenau,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

die Sprossenleitersysteme einander mit ihren Holmen entweder nach Art einer Übereinanderschichtung zweier Leitern benachbart liegen, wobei die beiden Holme aufeinander liegen, oder es kann die eine Leiter etwas in Richtung der Sprossen gegen die andere Leiter versetzt liegen, so daß die Holme der Leiterformen in dieser Richtung einander benachbart liegen.the rung ladder systems each other with their stiles either in the manner of a layer on top of each other two ladders are adjacent, the two stiles are on top of each other, or it can be one Head slightly offset in the direction of the rungs against the other ladder, so that the stiles of the Head shapes are adjacent to each other in this direction.

Haben die Sprossenleiterformen verschieden lange Sprossen, so kann die Sprossenleiterform mit den kürzeren Sprossen auch zwischen den Holmen der Leiter mit den längeren Sprossen angeordnet werden.If the rung ladder shapes have different lengths of rungs, the rung ladder shape can be matched with the shorter rungs can also be arranged between the stiles of the ladder with the longer rungs.

Ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung veranschaulicht die Zeichnung. In dieser bezeichnen 1 und 2 die beiden Anschlüsse einer Halbleiterventilanordnung. An den Anschluß 1 sind die beiden Sammelschienen 3 und 4, an den Anschlußpunkt 2 die Sammelschienen 5 und 6 angeschlossen. Zwischen den Sammelschienen 3 und 6 sind die Leitungen 7 bzw. 8 mit den Ventilen 9 bzw. 10, zwischen den Sammelschienen 5 und 4 die Leitungen 11 bzw. 12 mit den Ventilen 13 bzw. 14 angeschlossen. In dem oben angeführten Sinne bilden die beiden Sammelschienen 3 und 6 als die beiden Holme und die beiden Leitungen 7 und 8 als die Sprossen gemeinsam einen Sprossenleiteraufbau sowie sinngemäß die Sammelschienen 5 und 6 als die beiden Holme und die beiden Leitungen 11 und 12 als die Sprossen gemeinsam einen zweiten Sprossenleiteraufbau. Die beiden Sprossenleiterformen sind einander mit ihren Sprossen räumlich derart zugeordnet, daß die Leitungen?The drawing illustrates an exemplary embodiment for the application of the invention. In this 1 and 2 denote the two connections of a semiconductor valve arrangement. At port 1 are the two busbars 3 and 4, the busbars 5 and 6 connected to the connection point 2. Between the busbars 3 and 6, the lines 7 and 8 with the valves 9 and 10, respectively, are between the busbars 5 and 4, the lines 11 and 12 connected to the valves 13 and 14, respectively. By doing The above sense forms the two busbars 3 and 6 as the two spars and the two Lines 7 and 8 as the rungs together form a rung ladder structure and, analogously, the busbars 5 and 6 as the two spars and the two lines 11 and 12 as the rungs together a second rung ladder assembly. The two rung ladder forms are each other with their rungs spatially assigned in such a way that the lines?

909 710/241909 710/241

und 11 und die Leitungen 12 und 8 einander benachbart liegen und die Leitungen jedes dieser Paare jeweils von entgegengesetzt gerichteten Ventilströmen durchflossen werden. Demzufolge heben sich die von den beiden benachbarten Leitern hervorgerufenen magnetischen Felder gegenseitig weitgehend auf, so daß irgendein anderes benachbartes Leiterpaar nicht nachteilig im Sinne eines Stromverdrängungseffekts beeinflußt werden kann. Die Holme und die einander zugeordneten Sprossen der beiden Sprossenleiterformen liegen dabei einander möglichst benachbart.and 11 and the lines 12 and 8 are adjacent to one another and the lines of each of these pairs are respectively are traversed by oppositely directed valve currents. As a result, those of the magnetic fields caused by the two neighboring conductors are largely mutually exclusive, see above that any other adjacent pair of conductors is not detrimental in terms of a current displacement effect can be influenced. The stiles and the rungs assigned to one another of the two rung ladder shapes are as close as possible to one another.

In Verbindung mit der bisher geschilderten grundsätzlichen Erfindung kann sich bei mehr als zwei sprossenartig liegenden Leitungen, kurz als Sprossen bezeichnet, je System die Einhaltung des Merkmals als vorteilhaft erweisen, wie es an sich durch eine normale Leiterform vorgegeben ist. Das soll bedeuten, daß der gegenseitige Abstand der Sprossen der verschiedenen beiden Systeme kleiner ist als der gegenseitige Abstand der Sprossen des gleichen Systems. Jedes solche räumliche Sprossenleitersystem kann nach Art eines einzigen elektrischen Leiters aufgefaßt werden, dessen Dicke durch die Längenausdehnung der Sprossenleiterform, d. h. ihre am weitesten voneinander entfernten beiden Sprossen, und dessen Länge durch die Länge der Sprossen, bzw. die gegenseitige Entfernung der beiden Holme bzw. Sammelschienen bestimmt ist. In einer solchen elektrischen Leiterform ergibt sich aber auf Grund der Stromverdrängung eine bevorzugte Inanspruchnahme des Leiterquerschnitts für die Stromführung in seinen außen liegenden Zonen. Im Sinne einer solchen Beteiligung des Leiterquerschnitts an der Stromführung können daher gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die einzelnen Sprossenleitersysteme derart aufgebaut werden, daß Sprossen in der Mitte der Länge der Leiterform fortgelassen werden, so daß also z. B. bei Sprossenleiterformen mit sechs Sprossen die Sprossen 3 und 4 fortgelassen werden.In connection with the basic invention described so far, more than two Rungs-like lying lines, referred to as rungs for short, compliance with the feature for each system Prove to be advantageous, as is dictated by a normal ladder shape. That should mean that the mutual distance between the rungs of the two different systems is smaller than the mutual Distance between the rungs of the same system. Any such spatial rung ladder system can be understood in the manner of a single electrical conductor, the thickness of which is determined by the linear expansion the ladder shape, d. H. their most distant two rungs, and its length by the length of the rungs, or the mutual distance between the two stiles or busbars is determined. In such an electrical conductor shape, however, results from the Current displacement a preferred use of the conductor cross-section for the current conduction in his external zones. In terms of such a participation of the conductor cross-section in the current conduction Therefore, according to a further development of the invention, the individual rung ladder systems can be constructed in this way be that rungs are omitted in the middle of the length of the ladder shape, so that z. B. In the case of ladder forms with six rungs, rungs 3 and 4 are omitted.

Die Anwendung der Erfindung soll bevorzugt stattfinden bei Stromrichteranlage, die aus Halbleiterventilen aufgebaut sind. Sie ist jedoch in dieser Hinsicht nicht auf solche Ventile beschränkt, sondern kann auch in Verbindung mit elektrischen Ventilen benutzt werden, deren elektrische Leitung durch Elektronen oder Ionen bzw. Metalldampf- oder Gasentladungen bestimmt ist.The application of the invention should preferably take place in the case of power converters made up of semiconductor valves. However, it is in that regard not limited to such valves, but can also be used in conjunction with electric valves are used whose electrical conduction by electrons or ions or metal vapor or gas discharges is determined.

Es würde auch eine solche Aufbauform im Rahmen der Erfindung liegen, bei welcher Sprossenleiterformen derart zu einer räumlichen Einheit zusammengefaßt sind, daß die Sprossen größerer Länge der einen Leiterform durch die hohlen kürzeren Sprossen der anderen Leiterform hindurchgeführt sind, also die Sprossenformen beider Systeme ineinandergeführt bzw. konzentrisch zueinander liegen und die Holme der einen Sprossenleiterform mit längerer Sprossenausdehnung den Holmen der anderen Sprossenleiterform außen benachbart liegen.Such a design would also be within the scope of the invention in which rung ladder shapes are combined to form a spatial unit that the rungs of greater length a ladder shape are passed through the hollow shorter rungs of the other ladder shape, so the Rung shapes of both systems are nested or concentric with one another and the stiles one rung ladder shape with a longer rung extension the stiles of the other rung ladder shape are adjacent to the outside.

Claims

Patent claims:

1. Converter system with several parallel branches with one or more in series electric valves in every valve arrangement, especially with semiconductor elements, characterized in that the total number of parallel branches in an even number of Groups to form a system of lines each divided between two busbars is, the lines lying between the busbars of the various systems in pairs are spatially adjacent to each other and in the opposite direction of their valve flow are flowed through. :

2. converter system according to claim 1, characterized in that each of the line systems has a ladder-like structure in which the busbars the stiles and the Valves containing conduits that form rungs.

3. converter system according to claim 1 or 2, characterized in that the rung ladder shapes are constructed in the same way and each other in the manner of two with their spars stacked one on top of the other Ladders are assigned.

4. converter system according to x \ nspr choose 1 and 2, characterized in that the rung ladder shapes the various systems have rungs of different lengths that one ladder shape with its stiles between the stiles a second conductor shape can be used.

5. converter system according to claims 1 and 2, characterized in that in line systems With rung ladder shapes made up of more than two rungs, such an imperfect ladder shape structure it is chosen that rungs are missing in the middle of the length of the shape of the rung ladder.

6. converter system according to claims 1 and 2, characterized in that the longer Rungs of one rung ladder shape in the shorter rungs of the other rung ladder shape guided or passed through them and with the outside of the stiles of the rung ladder shape shorter rung extension lying stiles of their rung ladder system are connected.

1 sheet of drawings