DE1240993B

DE1240993B - High voltage rectifier column

Info

Publication number: DE1240993B
Application number: DEL47858A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Pleteit; Erwin Leidag
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1964-05-21
Filing date: 1964-05-21
Publication date: 1967-05-24

Description

Hochspannungsgleichrichtersäule Ein Halbleitergleichrichter, dessen höchste zulässige Sperrspannung ein Vielfaches der höchsten zulässigen Sperrspannung einer Halbleiterzelle beträgt, weist eine Anordnung von Halbleiterzellen auf, bei der die Halbleiterzellen derart in Reihe geschaltet sind, daß der eine der beiden Pole einer Halbleiterzelle mit dem zu ihm entgegengesetzten Pol der vorhergehenden Halbleiterzelle und der andere der beiden Pole der Halbleiterzelle mit dem zu ihm entgegengesetzten Pol der nachfolgenden Halbleiterzelle verbunden ist und daß der Pol der ersten Halbleiterzelle der Halbleiterzellenreihe, der nicht mit dem Pol einer anderen Halbleiterzelle verbunden ist, der eine Pol des Halbleitergleichrichters und der Pol der letzten Halbleiterzelle der Halbleiterzellenreihe, der nicht mit dem Pol einer anderen Halbleiterzelle verbunden ist, der entgegengesetzte Pol des Halbleitergleichrichters ist.High voltage rectifier column A semiconductor rectifier whose highest permissible reverse voltage a multiple of the highest permissible reverse voltage a semiconductor cell, has an arrangement of semiconductor cells on which the semiconductor cells are connected in series in such a way that one of the two Pole of a semiconductor cell with the opposite pole of the previous one Semiconductor cell and the other of the two poles of the semiconductor cell with the one facing him opposite pole of the subsequent semiconductor cell is connected and that the Pole of the first semiconductor cell in the semiconductor cell row that does not match the pole Another semiconductor cell is connected, the one pole of the semiconductor rectifier and the pole of the last semiconductor cell of the semiconductor cell row that is not with connected to the pole of another semiconductor cell, the opposite pole of the Semiconductor rectifier is.

Es ist bekannt, bei derartigen Hochspannungsgleichrichtersäulen mit mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Siliziumgleichrichterzellen die Gleichrichterzellen in mehreren aufeinandergestapelten zylindrischen, flachen Kammern unterzubringen, deren stirnseitige Begrenzung durch Metallteller erfolgt.It is known to have high-voltage rectifier columns of this type several silicon rectifier cells electrically connected in series, the rectifier cells to be accommodated in several stacked cylindrical, flat chambers, whose frontal limitation is done by metal plates.

Die Erfindung bezieht sich auf derartige Hochspannungsgleichrichtersäulen und besteht darin, daß die Kammern auf der Zylindermantelseite offen sind, daß die Innenwand jeder Kammer durch ein axiales vierkantiges Isolierrohrstück gebildet wird, das mit den stirnseitigen Metalltellern, die einen zur Kammerinnenseite hin umgebogenen äußeren Rand aufweisen, und mit einer zu den Metalltellern parallelen, die Kammer in zwei Hälften aufteilenden Isolierscheibe verbunden ist, daß die einzelnen Kammern auf einem vierkantigen, dem Querschnitt des von der Innenwand der Kammer eingeschlossenen Hohlraums angepaßten Isolierstab derart aufgereiht sind, daß jeweils der Metallteller mit der einen Polarität einer Kammer an dem Metallteller der anderen Polarität der benachbarten Kammer anliegt und daß je eine Feder an den Enden des Isolierstabes die Kammer zusammendrückt.The invention relates to such high-voltage rectifier columns and consists in the fact that the chambers are open on the cylinder jacket side that the Inner wall of each chamber formed by an axial square piece of insulating tube that with the metal plates on the end face, one facing the inside of the chamber have bent outer edge, and with a parallel to the metal plates, the chamber dividing the chamber into two halves is connected to that of the individual Chambers on a square, the cross-section of the inner wall of the chamber Enclosed cavity adapted insulating rod are lined up in such a way that each the metal plate with one polarity of one chamber on the metal plate of the other Polarity of the adjacent chamber is applied and that a spring at each end of the Insulating rod compresses the chamber.

Die Isolierscheibe jeder Kammer ist zweckmäßig eine quadratische Scheibe aus Isolierstoff, deren Diagonale kleiner, aber angenähert gleich dem Durchmesser der beiden Metallteller jeder Kammer ist. Sie kann zwei oder eine andere geradzahlige Anzahl Ausschnitte zur Einsenkung von einem oder mehreren der RC-Glieder zu jeder Siliziumzelle sowie Durchbohrungen zur Durchführung und Stützung der Verbindungsleitungen von RC-Gliedern und Siliziumzellen aufweisen. In jeder Kammerhälfte ist bei einem Ausführungsbeispiel eine mit RC-Gliedern beschaltete und durch die elektrischen Verbindungsleitungen gehalterte Siliziumzelle angeordnet, die mit der mit RC-Gliedern beschalteten Siliziumzelle der anderen Kammerhälfte in Reihe geschaltet ist. Der eine Pol der Siliziumzelle in der einen Kammerhälfte ist mit dem einen, die eine Seitenfläche dieser Kammerhälfte bildenden Metallteller und der entgegengesetzte Pol der Siliziumzelle in der anderen Kammerhälfte mit dem anderen, die andere Seitenfläche dieser Kammerhälfte bildenden Metallteller elektrisch leitend verbunden. Die Verwendung von Metalltellern zum Aufbau der einzelnen Kammern ermöglicht eine gleichmäßige Potentialverteilung längs der Hochspannungssäule.The insulating disk of each chamber is expediently a square disk Made of insulating material, the diagonal of which is smaller, but approximately equal to the diameter of the two metal plates of each chamber. They can be two or another even numbered Number of cutouts for countersinking one or more of the RC elements for each Silicon cell as well as through-holes to lead through and support the connecting lines of RC elements and silicon cells. There is one in each half of the chamber Embodiment a wired with RC elements and through the electrical Connecting lines mounted silicon cell arranged with the with RC elements wired silicon cell of the other half of the chamber is connected in series. Of the one pole of the silicon cell in one half of the chamber is with one, the one The metal plate forming the side surface of this chamber half and the opposite one Pole of the silicon cell in the other half of the chamber with the other, the other side surface this half of the chamber forming the metal plate electrically conductively connected. The usage of metal plates to build up the individual chambers enables a uniform Potential distribution along the high voltage column.

Die Hochspannungssäule hat zweckmäßig an jedem Ende eine die elektrische Potentialverteilung am Säulenende begünstigende und in elektrischem Kontakt mit dem Metallteller der benachbarten Kammer stehende Metallkappe.The high-voltage column expediently has an electrical one at each end Potential distribution at the end of the column favoring and in electrical contact with Metal cap standing next to the metal plate of the adjacent chamber.

Ein Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Vierkantausführung des Isolierstabes und des Isolierstückes der Kammern eine Drehung der Kammern um die Achse der Hochspannungssäule verhindern.An advantage of the arrangement according to the invention is that the Square version of the insulating rod and the insulating piece of the chambers one turn of the chambers around the axis of the high-voltage column.

Die Anordnung gemäß der Erfindung eignet sich besonders für einen Einbau der Hochspannungssäulen in einen mit Öl, Chlophen od. dgl. gefüllten Kessel. Die Berührung der Siliziumzellen und RC-Glieder mit der Flüssigkeitsfüllung des Kessels ermöglicht eine Steigerung der Wärmeabführung.The arrangement according to the invention is particularly suitable for one Installation of the high-voltage pillars in a tank filled with oil, chlophen or the like. The contact of the silicon cells and RC elements with the liquid filling of the Boiler enables an increase in heat dissipation.

Ein vorteilhafter Zusammenbau von mehreren Hochspannungssäulen gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Hochspannungssäulen an zwei mit etwa einer Säulenlänge Abstand voneinander entfernten und mit ihren Hauptflächen zueinander parallel angeordneten Isolierstoffstegen mittels auf den Hauptflächen angebrachter, der elektrischen Serienschaltung der Gleichrichtersäulen dienender leitender Schienen gegeneinander versetzt abwechselnd auf der einen und auf der anderen Seite der Isolierstoffstege befestigt sind. Hierzu sind auf jedem Isolierstoffsteg die Schienen so angebracht, daß ihre Enden über die Kanten der Isolierstoffstege überstehen. Das eine Ende einer Hochspannungssäule ist mit dem einen Ende einer auf dem einen Isolierstoffsteg angebrachten Halteschiene verbunden, das andere Ende dieser Hochspannungssäule ist mit dem einen Ende einer auf dem anderen Isolierstoffsteg angebrachten Halteschiene verbunden. -- -Die Halteschiene, die an ihrem einen Ende mit dem Ende der einen Polarität der sich auf einer Seite der beiden Isolierstoffstege befindenden Hochspannungssäule verbunden ist, ist an ihrem anderen Ende mit dem Ende der entgegengesetzten Polarität der einen der beiden benachbarten, sich auf der anderen Seite der beiden Isolierstoffstege befindenden Hochspannungssäule verbunden. Die Halteschiene, die an ihrem einen Ende mit dem Ende der entgegengesetzten Polarität der sich auf der einen Seite der beiden Isolierstoffstege befindenden Hochspannungssäule verbunden ist, ist an ihrem anderen Ende mit dem Ende der einen Polarität der anderen der beiden benachbarten, sich auf der anderen Seite der beiden Isolierstoffstege befindenden Hochspannungssäulen verbunden.An advantageous assembly of several high-voltage columns according to of the invention in that the high-voltage pillars at two spaced about a column length apart and with their main surfaces Insulating material bars arranged parallel to one another by means of on the main surfaces attached, serving the electrical series connection of the rectifier columns conductive rails offset from one another alternately on one and on the other other side of the insulating bars are attached. For this purpose are on each insulating bar the rails are attached so that their ends over the edges of the insulating material webs survive. One end of a high voltage pillar is one end of a connected to the holding rail attached to one insulating material web, the other end one end of this high-voltage pillar is one on the other insulating material web attached support rail connected. - -The support rail that is at one end of it with the end of one polarity that is on one side of the two insulating strips located high-voltage column is connected at its other end to the End of the opposite polarity of either of the two neighboring ones to be on the other side of the two insulating webs located high-voltage pillar connected. The support rail, at one end with the end of the opposite polarity the high-voltage column located on one side of the two insulating material webs connected is at its other end with the end of one polarity of the other of the two adjacent ones on the other side of the two insulating bars connected high-voltage pillars.

Der Siliziumgleichrichteraufbau von der Form einer Hochspannungssäule gemäß der Erfindung sowie ein besonders vorteilhafter Zusammenbau von mehreren Hochspannungssäulen gemäß der Erfindung wird an Hand der F i g. 1 bis 4 in bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert.The silicon rectifier structure in the shape of a high voltage pillar according to the invention and a particularly advantageous assembly of several high-voltage columns according to the invention with reference to FIG. 1 to 4 in preferred exemplary embodiments explained.

F i g. 1 zeigt in zum Teil schematischer Darstellung eine Hochspannungssäule in Ansicht und Teile von ihr im Schnitt. In F i g. 2 ist in zum Teil schematischer Darstellung eine Kammer in einem Schnitt senkrecht zur Säulenachse gezeichnet. Die Lage des Schnittes ist in F i g. 1 durch die strichpunktierte Linie und die Pfeile A angedeutet.F i g. 1 shows a high-voltage column in a partially schematic representation in view and parts of it in section. In Fig. 2 is in part more schematic Representation of a chamber drawn in a section perpendicular to the column axis. the The position of the cut is shown in FIG. 1 by the dash-dotted line and the arrows A indicated.

Die zylindrischen, flachen, auf der Zylindermantelseite offenen Kammern 1 enthalten jeweils zwei Siliziumzellen 2. Jede Kammer 1 besteht aus einem axialen vierkantigen Isolierrohrstück 3 sowie einer den Kammerraum in zwei Hälften aufteilenden mit dem Isolierrohrstück 3 verbundenen Isolierscheibe 4 in einer Ebene senkrecht zur Kammerachse 5 und zwei Metalltellern 6. Die Metallteller 6 sind an ihrem äußeren Rand 7 zur Kammerinnenseite hin umgebogen und liegen an ihrem inneren Rand 8 auf dem vierkantigen Isolierrohrstück 3 auf. Die Isolierscheibe 4 ist eine quadratische Scheibe aus Isolierstoff, deren Diagonale kleiner, aber angenähert gleich dem Durchmesser der beiden Metallteller 6 ist. Sie weist zwei Ausschnitte 4 a zur Einsenkung von je einem der RC-Glieder 10 zu jeder Siliziumzelle 2 sowie Durchbohrungen zur Durchführung und Stützung der Verbindungsleitungen von RC-Gliedern 10 und Siliziumzellen 2 auf. In jeder Kammerhälfte ist eine mit RC-Gliedern 10 beschaltete Siliziumzelle 2 angeordnet, die mit der mit RC-Gliedern 10 beschalteten Siliziumzelle 2 der anderen Hälfte in Reihe geschaltet ist. Der eine Pol der Siliziumzelle 2 in der einen Kammerhälfte ist elektrisch leitend mit dem einen Metallteller 6 der Kammer verbunden und der entgegengesetzte Pol der Siliziumzelle 2 in der anderen Kammerhälfte mit dem anderen Metallteller 6 der Kammer.The cylindrical, flat chambers 1, which are open on the cylinder jacket side, contain two silicon cells 2 each two metal plates 6. The metal plates 6 are bent over at their outer edge 7 towards the inside of the chamber and rest at their inner edge 8 on the square piece of insulating tube 3. The insulating disk 4 is a square disk made of insulating material, the diagonal of which is smaller, but approximately equal to the diameter of the two metal plates 6. It has two cutouts 4 a for countersinking one of the RC elements 10 for each silicon cell 2, as well as through bores for the implementation and support of the connecting lines of RC elements 10 and silicon cells 2. In each chamber half a silicon cell 2 wired with RC elements 10 is arranged, which is connected in series with the silicon cell 2 wired with RC elements 10 in the other half. One pole of the silicon cell 2 in one half of the chamber is electrically conductively connected to one metal plate 6 of the chamber and the opposite pole of the silicon cell 2 in the other half of the chamber is connected to the other metal plate 6 of the chamber.

Auf einem vierkantigen Isolierstab 11, der einen kleineren, aber mit dem Querschnitt des vierkantigen Isolierrohrstücks 3 senkrecht zur Kammerachse 5 angenähert gleichen Querschnitt senkrecht zur Isolierstabachse 5 aufweist, sind die zylindrischen, flachen, auf der Kammermantelseite offene Siliziumzellen 2 und RC-Glieder 10 enthaltenden Kammern 1 aufgereiht, und zwar so, daß jeweils die Seitenfläche der einen Polarität einer Kammer 1 der Seitenfläche der entgegengesetzten Polarität der benachbarten Kammer 1 zugewandt ist. Je eine Feder 12 an den Enden des Isolierstabes 11. drückt die Kammern 1 aneinander. Eine auf ein metallisches Gewindestück 12 an jedem Ende des Isolierstabes 11 aufgeschraubte Scheibe 13 bildet jeweils für eine Feder 12 das Widerlager. An jedem Ende der Hochspannungssäule ist eine die Potentialverteilung begünstigende und über die Feder 12 in elektrischem Kontakt mit dem Metallteller 6 der benachbarten Kammer 1 stehende Metallkappe 14 auf das metallische Gewindestück 15 des Isolierstabes 11 aufgesetzt.On a square insulating rod 11, which has a smaller, but with the cross-section of the square insulating tube piece 3 perpendicular to the chamber axis 5 approximately the same cross-section perpendicular to the insulating rod axis 5, are the cylindrical, flat, open on the chamber jacket side chambers 2 and RC elements 10 containing chambers 1 lined up in such a way that in each case the side surface of one polarity of a chamber 1 faces the side surface of the opposite polarity of the adjacent chamber 1. A spring 12 at each end of the insulating rod 11 presses the chambers 1 against one another. A washer 13 screwed onto a metallic threaded piece 12 at each end of the insulating rod 11 forms the abutment for a spring 12. At each end of the high-voltage column, a metal cap 14, which promotes potential distribution and is in electrical contact with the metal plate 6 of the adjacent chamber 1 via the spring 12, is placed on the metal threaded piece 15 of the insulating rod 11.

Ein vorteilhafter Zusammenbau von mehreren Hochspannungssäulen wird an Hand der F i g. 3 und 4 erläutert, die Ansichten eines solchen Zusammenbaues in zwei zueinander senkrechten Blickrichtungen zeigen. Die Blickrichtung der Ansicht der F i g. 3 ist in F i g. 4 durch die strichpunktierte Linie und die Pfeile B angedeutet.An advantageous assembly of several high-voltage columns is on the basis of FIG. 3 and 4 illustrate the views of such an assembly show in two directions of view that are perpendicular to one another. The direction of view of the view the F i g. 3 is in FIG. 4 indicated by the dash-dotted line and the arrows B.

Die Hochspannungssäulen 18 sind an zwei mit etwa einer Säulenlänge Abstand voneinander entfernten und mit ihren Hauptflächen zueinander parallel angeordneten Isolierstoffstege 19 und 20 mittels elektrisch leitender Schienen 21 befestigt. Auf den Isolierstoffstegen 19 und 20 sind die Schienen 21 so angebracht, daß sie mit ihren Enden 22 über die Kanten 23 und 24 der Isolierstoffstege 19 und 20 überstehen. Das Ende 25 der einen Polarität einer Hochspannungssäule 181, das sich auf der Seite der Kanten 23 der Isolierstoffstege 19 und 20 befindet, ist mit dem Ende 26 einer auf dem Isolierstoffsteg 19 angebrachten Halteschiene 211 verbunden. Das Ende 27 der entgegengesetzten Polarität dieser sich auf der Seite der Kanten 23 der Isolierstoffstege 19 und 20 befindenden Hochspannungssäule 181 ist mit dem Ende 28 einer auf dem Isolierstoffsteg 20 angebrachten Halteschiene 212 verbunden.The high-voltage pillars 18 are fastened by means of electrically conductive rails 21 to two insulating material webs 19 and 20 which are spaced apart from one another by approximately one pillar length and are arranged with their main surfaces parallel to one another. The rails 21 are attached to the insulating webs 19 and 20 in such a way that their ends 22 protrude beyond the edges 23 and 24 of the insulating webs 19 and 20. The end 25 of one polarity of a high-voltage pillar 181, which is located on the side of the edges 23 of the insulating material webs 19 and 20 , is connected to the end 26 of a holding rail 211 attached to the insulating material web 19. The end 27 of the opposite polarity of this high-voltage column 181 located on the side of the edges 23 of the insulating material webs 19 and 20 is connected to the end 28 of a holding rail 212 attached to the insulating material web 20.

Die Halteschiene 211, die an ihrem Ende 26 mit dem Ende 25 der einen Polarität der sich auf der Seite der Kanten 23 der Isolierstoffstege 19 und 20 befindenden Hochspannungssäule 181 verbunden ist, ist an ihrem anderen Ende 29 mit dem Ende 30 der entgegengesetzten Polarität der benachbarten, sich auf der Seite der Kanten 24 der Isolierstoffstege 19 und 20 befindenden Hochspannungssäule 182 verbunden. Die Halteschiene 212, die an ihrem Ende 28 mit dem Ende 27 der entgegengesetzten Polarität der sich auf Seite der Kanten 23 der Isolierstoffstege 19 und 20 befindenden Hochspannungssäule 181 verbunden ist, ist an ihrem Ende 31 mit dem Ende 32 der einen Polarität der benachbarten, sich auf der Seite der Kanten 24 der Isolierstoffstege 19 und 20 befindenden Hochspannungssäule 183 verbunden.The holding rail 211, which is connected at its end 26 to the end 25 of one polarity of the high-voltage column 181 located on the side of the edges 23 of the insulating material webs 19 and 20 , is at its other end 29 to the end 30 of the opposite polarity of the adjacent one , on the side of the edges 24 of the insulating webs 19 and 20 located high-voltage pillar 182 connected. The support rail 212, which is connected at its end 28 to the end 27 of the opposite polarity of the high-voltage column 181 located on the side of the edges 23 of the insulating material webs 19 and 20, is at its end 31 to the end 32 of one polarity of the adjacent one on the side of the edges 24 of the insulating webs 19 and 20 located high-voltage pillar 183 connected.

Claims

Claims: 1. High voltage rectifier column with several electrical Silicon rectifier cells connected in series, in which the rectifier cells housed in several stacked cylindrical, flat chambers which are delimited at the front by metal plates, characterized in that that the chambers on the cylinder jacket side are open, that the inner wall of each Chamber is formed by an axial square insulating tube that is connected to the frontal metal plates, one outer bent towards the inside of the chamber Have edge, and with one parallel to the metal plates, the chamber in two Halves dividing insulating washer is connected that the individual chambers on a square, the cross-section of that enclosed by the inner wall of the chamber Cavity adapted insulating rod are lined up in such a way that each of the metal plate with one polarity of a chamber on the metal plate of the other polarity of the adjacent chamber and that a spring at each end of the insulating rod compresses the chamber.

2. High-voltage rectifier column according to claim 1, characterized characterized in that in each half of the chamber one wired with RC elements and through the electrical connection lines supported silicon cell is arranged, the with the silicon cell in the other half of the chamber, which is also wired with RC elements is connected in series.

3. High voltage rectifier column according to claim 1 or 2, characterized in that the insulating disk is a square disk, whose diagonal is slightly smaller than the diameter of the metal plate.

4. High voltage rectifier column according to one of claims 1 to 3, characterized in that the insulating washer has two or another even number of cutouts into which the RC elements are sunk to the silicon cells, and that the insulating washer bores to feed through and support the connecting lines of the RC elements and the silicon cells having.

5. High-voltage rectifier column according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that at each of its ends one the electrical potential distribution favoring at the end of the column and in electrical contact with the metal plate of the adjacent chamber standing metal cap is provided.

6. Rectifier arrangement with a plurality of high-voltage rectifier columns electrically connected in series according to one of claims 1 to 5, characterized in that the high-voltage columns are connected to two spaced apart by about a column length and arranged with their main surfaces parallel to each other by means of insulating webs attached to the main surfaces, the electrical series circuit the rectifier columns serving conductive rails offset from each other alternately on one and on the other side of the insulating webs are attached. Publications considered: German utility model No. 1856 204.