Anordnung von in elektrischen Maschinen umlaufenden, vorzugsweise
parallel geschalteten Halbleitergleichrichtern Die Erfindung bezieht sich auf eine
Anordnung von in elektrischen Maschinen umlaufenden, vorzugsweise parallel geschalteten
Halbleitergleichrichtern. Die Aufgabe der bürstenlosen Erregung von Synchronmaschinen
kann man bekanntlich lösen, indem man mit der Welle der Hauptmaschine eine Wechselstrom-Erregermaschine
verbindet und von dieser den Wechselstrom über mitumlaufende Halbleitergleichrichter
den Erregerpolen der Synchronmaschine zuführt. Man verwendet dabei zweckmäßig eine
Drehstrom-Brückenschaltung, bei der im einfachsten Fall und bei kleinen Maschinen
sechs Halbleitergleichrichter Verwendung finden. Die räumliche Anordnung von einer
weit größeren Anzahl von Halbleitergleichrichtern, wie sie für größere Maschinen
erforderlich ist, stößt nun auf konstruktive Schwierigkeiten. Die räumliche Anordnung
der Halbleitergleichrichter wird bei großen und insbesondere schnellaufenden Synchronmaschinen
dadurch schwierig, daß man mehrere Halbleitergleichrichter je Phase parallel schalten
muß und daß man gegebenenfalls für einen negativen Erregerstrom noch eine zweite
Garnitur von Gleichrichterelementen verwenden muß. Damit kann beispielsweise die
Zahl der einzubauenden Gleichrichterelemente auf über 50 steigen, da leistungsfähigere
Halbleitergleichrichter bisher noch nicht entwickelt werden konnten.Arrangement of rotating in electrical machines, preferably
Semiconductor rectifiers connected in parallel The invention relates to a
Arrangement of rotating in electrical machines, preferably connected in parallel
Semiconductor rectifiers. The task of brushless excitation of synchronous machines
can be solved, as is well known, by using an alternating current exciter with the shaft of the main machine
connects and from this the alternating current via circulating semiconductor rectifiers
the exciter poles of the synchronous machine. It is expedient to use a
Three-phase bridge circuit, in the simplest case and in small machines
six semiconductor rectifiers are used. The spatial arrangement of one
far greater number of semiconductor rectifiers than those used for larger machines
is required, now encounters constructive difficulties. The spatial arrangement
The semiconductor rectifier is used in large and, in particular, high-speed synchronous machines
difficult because several semiconductor rectifiers per phase are connected in parallel
must and that, if necessary, a second one for a negative excitation current
Must use set of rectifier elements. With this, for example, the
The number of rectifier elements to be installed increases to over 50, as they are more powerful
Semiconductor rectifiers have not yet been able to be developed.
Der Erfindung liegen die Aufgaben zugrunde, die bei schnellaufenden
Maschinen auftretenden großen Fliehkräfte sicher zu beherrschen, weiterhin bei einer
großen Zahl von Gleichrichterelementen ihren Ein-und Ausbau relativ einfach zu bewerkstelligen
und schließlich dem Wunsch Rechnung zu tragen, eine gleichmäßige Temperaturverteilung
zu erhalten.The invention is based on the objects of high-speed
To safely master large centrifugal forces occurring in machines, continues with one
large number of rectifier elements are relatively easy to install and remove
and finally the desire to take into account an even temperature distribution
to obtain.
Die vorstehend geschilderten Aufgaben werden gemäß der Erfindung dadurch
gelöst, daß eine Mehrzahl von Gleichrichterelementen, insbesondere von an einer
Phase parallel geschalteten Halbleitergleichrichtern, an einem gemeinsamen Kühlkörper
befestigt ist und die Gesamtheit aller gegeneinander isolierter Kühlkörper ein unter
Druckspannung stehendes Kreisgewölbe bildet.The above objects are achieved according to the invention
solved that a plurality of rectifier elements, in particular of one
Phase parallel-connected semiconductor rectifiers on a common heat sink
is attached and the entirety of all mutually insulated heat sinks one under
Compressive stress forms standing circular vault.
Mögliche Ausführungsformen gemäß der Erfindung werden an Hand von
Zeichnungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.Possible embodiments according to the invention are illustrated in FIG
Examples of drawings described and explained in more detail.
F i g.1 zeigt einen achsparallelen Schnitt durch eine Gleichrichteranordnung;
F i g. 2 zeigt einen achsnormalen Schnitt durch die Gleichrichteranordnung gemäß
F i g. 1 ; F i g. 3 zeigt einen achsparallelen Schnitt durch eine weitere mögliche
Gleichrichteranordnung.FIG. 1 shows an axially parallel section through a rectifier arrangement;
F i g. FIG. 2 shows a section normal to the axis through the rectifier arrangement according to FIG
F i g. 1 ; F i g. 3 shows an axially parallel section through another possible one
Rectifier arrangement.
In den F i g. 1 und 2 sind die Halbeitergleichrichter 1 an einem Kühlkörper
2 befestigt. Jeder der einzelnen Kühlkörper ist so geformt, daß sie, wie F i g.
2 zeigt, zu einem kreisförmigen Gewölbe vereinigt werden können und in dieser Form
über etwa doppelkegelförmige Isoliermanschetten 3 mit Hilfe entsprechend kommutatorpreßringartig
geformter Druckringe 4 zusammengehalten werden. Die Druckringe 4 werden mit
Hilfe von Spannbolzen 5 gegeneinander verspannt, so daß das Gewölbe aus den Kühlkörpern
im ganzen unter einer Druckvorspannung steht. Die Spannbolzen 5 sind über ihre ganze
Länge mit einer Isolierhülse 6 versehen und so zwischen den einzelnen Kühlkörpern
angeordnet, daß sie diese gegeneinander isoliert abstützen. Schließlich ist aus
den F i g. 1 und 2 noch zu ersehen, wie die vorzugsweise aus einem Leichtmetall
hergestellten Kühlkörper an ihrem Außenumfang mit Kühlrippen versehen sind, die
vorzugsweise schräg zur Umfangsrichtung verlaufen.In the F i g. 1 and 2, the semiconductor rectifiers 1 are attached to a heat sink 2. Each of the individual heat sinks is shaped so that, as shown in FIG. 2 shows that they can be combined to form a circular vault and held together in this form by means of approximately double-cone-shaped insulating sleeves 3 with the aid of pressure rings 4 shaped in the manner of commutator press rings. The pressure rings 4 are clamped against one another with the help of clamping bolts 5, so that the vault of the heat sinks is under pressure bias as a whole. The clamping bolts 5 are provided with an insulating sleeve 6 over their entire length and are arranged between the individual heat sinks in such a way that they support them insulated from one another. Finally, from FIGS. 1 and 2 can still be seen how the heat sinks, which are preferably made of a light metal, are provided with cooling ribs on their outer circumference, which preferably run obliquely to the circumferential direction.
In F i g. 3 ist gemäß der Erfindung eine andere mögliche Halterung
und Verspannung der einzelnen Kühlkörper untereinander zu einer gewölbeartigen Anordnung
dargestellt. Die entsprechend wie in F i g. 1 und 2 bezeichneten Halbleitergleichrichter
1 sind an einem Kühlkörper 2 befestigt, der sich, wie die Zeichnungen zu erkennen
geben, von dem entsprechend bezeichneten Kühlkörper gemäß F i g.1 in seiner Formgebung
unterscheidet. Die einzelnen Kühlkörper liegen auf zwei mit kegeligen Außenflächen
versehenen Stützringen 9 und 10 über Isolierzwischenlagen 11 auf und sind
gegen diese und gegeneinander durch zwei Schrumpfringe 12, die über die Isolierzwischenlagen
13 wirken, zusammengespannt. Die Kühlkörper sind auch in diesem Fall gegeneinander
isoliert, wobei die Isolation durch beliebige
Mittel, z. B. durch
in der Figur nicht dargestellte flache Isolierzwischenlagen, hergestellt ist.In Fig. 3, according to the invention, another possible mounting and bracing of the individual heat sinks with one another to form a vault-like arrangement is shown. The corresponding as in F i g. 1 and 2 designated semiconductor rectifiers 1 are attached to a heat sink 2, which, as the drawings show, differs from the correspondingly designated heat sink according to FIG. 1 in its shape. The individual heat sinks rest on two support rings 9 and 10 provided with conical outer surfaces via insulating intermediate layers 11 and are clamped together against these and against each other by two shrink rings 12 which act via the insulating intermediate layers 13. In this case, too, the heat sinks are insulated from one another, the insulation being provided by any means, e.g. B. is made by flat insulating layers, not shown in the figure.