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Elektrischer Generator Die vorliegende Brfindung betrifft elektrische
Maschinen, insbesondere elektrische Generatoren, die vorzugsweise zur Verwendung
in Transportmitteln bestimmt sind.
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Es ist ein elektrischer Generator bekannt, bestehend aus einem Ständer,
einem Läufer mit einer Erregerwicklung, einem Halbleiter-Gleichrichterblock, der
in Dreiphasen-Doppelweggleich richterschaltung geschaltet ist, dessen Gleichrichterelemente
je einer Phase in je einem Hetallgehäuse untergebracht sind, das gleichzeitig als
Phasenmittelpunkt des betreffenden Gleichrichters dient, wobei die erwähnten Gehäuse
auf einer Isolierstoffplatte befestigt sind, und wobei die gleichnamigen Anschltisse
der Halbleiter-Gleichrichterelemente mit Schienen verbunden sind und die Anzahl
der Gehäuse 3 beträgt(siehe beispielsweise den UdSSR-Urheberschein Nr. 236655, Klasse
21 d5, 1/02; 21 g 11/02).
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Nachteilig bei der erwähnten bekannten Konstruktion von elektrischen
Generatoren ist, daß die Netallgehäuse in dem Gleichrichterblock dicht nebeneinander
und in kurzen Abständen von den Verbindungsschienen angeordnet sind, wodurch Kurzschlüsse
zwischen den erwähnten Gehäusen sowie zwischen den Gehäusen und den Verbindungaschienen
möglich sind. Darüberhinaus sind die Anschlüsse der Halbleiter-Glei chricht erelement
e unmittelbar an die Verbindungsschienen angeschlossen, was zum Bruch der Anschlüsse
beim Betrieb des Generators unter Vibration und Rütteln führen kann.
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Der angegebene Nachteil wird durch die Befestigung des Gleichrichterblocks
an zwei Punkten noch gesteigert. Die Verbindungsschienen im Gleichrichterblock sind
in einer Ebene unmittelbar hinter den Netallgehäusen angebracht, was die aktive
Kühlfläche der Metallgehäuse verringert und den K\:ihlluftstrom durch den Gleichrichterblock
und den Generator behindert, wodurch die Leistung des Lüfters vermindert und die
Kühlung des Gleichrichterblocks und des Generators verschlechtert wird.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der oben erwähnten
Nachteile.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe der Entwicklung eines
elektrischen Generators zugrunde, die es gestattet, die Betriebs zuverlässigkeit
des Gleichrichterblocks zu steigern und die Lükingsbedinguiigen des letzteren und
des Generators zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in dem elektrischen Generator,
bestehend aus einem Ständer, einem Läufer mit einer Brregerwicklung und einem Gleichrichterblock,
der in Dreiphasen-Doppelweggleichrichterschaltung geschaltet ist und dessen Gleichrichterelemente
je einer Phase in je einem gemeinsamen Gehäuse aus elektrisch leitendem Material
untergebracht sind, wobei die erwähnten Gehäuse auf einer Isolierstoffplatte befestigt
und die
gleichnamigen Anschlüsse der erwähnten Gleichrichterelemente
mit Schienen verbunden sind, erfindungsgemäß die die gleichnamigen Anschlüsse der
Gleichrichterelemente verbindenden Schienen am inneren und äußeren Umfang eines
zylindrischen Ansatzes der Isolierstoffplatte des Gleichrichterblocks angeordnet
sind, wobei auf der Isolierstoffplatte zur sicheren Isolierung der Metallgehäuse
Radialansätze vorgesehen sind.
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Die an den inneren und äußeren Zylinderflächen der Isolierstoffplatte
konzentrisch angeordneten Verbindungsschienen vermindern nicht die aktiven Kühlflächen
der Metallgehäuse; sie behindern auch nicht den BUhlluftstrom durch den Gleichrichterblock
und den Generator und werden selbst von guhlluft umsptiit. Eine solche Anordnung
der Verbindungsschienen schließt die Möglichkeit eines Kurzschlusses mit den Metallgehäusen
aus.
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Die Verbindung der Anschlüsse der Gleichrichterelemente und der Kraftstrom-Ausgangsklemmen
des Gleichrichterblocks mit den Verbindungsschienen kann zur Vermeidung einer unmittelbaren
Verbindung über an den Verbindungsschienen befestigte Ans chlußfahnen vorgenommen
werden.
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Zweckmäßigerweise werden auf der Isolierstoffplatte radiale Verstärkungen
angebracht, um auf diesen die Gehäuse aus elektrisch leitendem Material zu befestigen.
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Zur Verbesserung der Kühlbedingungen des Gleichrichterblocks sind
die Gehäuse aus elektrisch leitendem Material vorzugsweise mit Kühli'ippen, die
am Gehäuseumfang angeordnet sind, und mit konzentrischen Belüngskanalen zu versehen.
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Es ist außerdem zweckmäßig, in den radialen Ansätzen der Isolierstoffplatte
Bohrungen für die Befestigungsschrauben anzubringen, Ton denen zwei gleichzeitig
als Gleichstrom-Anschlüsse dienen können. Auf der Isolierstoffplatte kann auch eine
segmentförmige Verstärkung mit Bohrungen vorgesehen werden, um durch diese die Ausgangsklemmen
für den Gleichstrom hindurchführen zu können.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels des elektrischen
Generators und der beigelegten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die
Gesamtanordnung des Generators mit Gleichrichterblock im jängsschnitt gemäß der
Erfindung; Fig. 2 eine Gesamtansicht von der Gleichrichterseite her; Fig. 3 eine
Ansicht des Deckels des Generators mit dem Gleichrichterblock von der Läuferseite
her; Fig. 4 eine Ansicht des Gleichrichterblocks von der Seite des Generatordeckels
her; Fig. 5 eine Ansicht der Isolierstoffplatte; Fig. 6 einen Schnitt durch das
Metallgehäuse an der Einbaustelle der Halbleiter-Gleichrichterelemente; Fig. 7 einen
Schnitt durch den Gleichrichterblock an der Stelle der Gewindebohrungen.
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Der elektrische Generator stellt eine Dreiphasen-Synchronmaschine
für Gleich- bsw. Drehstrom mit eingebautem Gleichrichterblock dar.
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Der Generator besteht aus einem Ständer 1 (Fig. 1) mit der Drehstromwicklung
2 und einem darin drehbaren Läufer 3 mit der Erregerwicklung 4. Der Ständer 1 und
der Läufer 2 sind in den Lagerschildern 5 und 6 befestigt. Die Speisung der Erregerwicklung
4 erfolgt über den 3Urstenträger 7.
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Im Lagerschild 5 des Generators ist auf der Innenseite ein Gleichrichterblock
9 angeordnet. Der Gleichrichterbbck 9 (Fig. 1, 2, 3 und 4) besteht aus drei konstruktiv
gleichen Gehäusen 10 (Fig. 4), die auf einer gemeinsamen Isolierstoffplatte 11 (Fig.
5) angebracht sind und gleichzeitig als Mittelpunkte der drei Gleichrichterphasen
dienen. In den Gehäusen 10 (Fig. 3, 4, 6 und 7), die aus elektrisch leitendem Material
hergestellt sind (gegebenenfalls aus Netall), sind spezielle Aussparungen 12 (Fig.
3 und 4) vorgesehen, in denen die Halbleit er-(lleichricht erelemearrte 13 und 14
(Fig. 6) dicht abgekapselt untergebracht sind, die untereinander in Dreiphasen-Doppelweggleichrichterschaltung
mittels der Verbindungsschienen 15 und 16 (Fig. 1, 3, 6 und 7) verbunden sind.
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A1s Gleichrichterelemente 13 und 14 können handelsübliche Ventile
verwendet werden. In diesem Fall sind in den Gehäusen statt der Aussparungen 12
durchgehende Bohrungen vorzusehen.
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Zur Befestigung der Netallgehäuse 10 auf der Isolierstoffplatte 11
und gleichzeitig zur Zufuhrung der Wechselspannung des Generators zu dem Gleichrichterblock
9 sind in den Netallgehäusen 10 die Gewindebohrungen 17 (Fig. 4) angeordnet. Die
Befestigung der Metallgehäuse 10 und die Zuführung der Wechselspannung zu dem Gleichrichterblock
9 erfolgt mittels der Schrauben 18 (Fig. 3 und 7). Die Isolierstoffplatte 11 (Fig.
5) ist kreisförmig mit den radialen Stegen 19 (Fig. 3 und 5) ausgebildet.
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In den radialen Stegen 19 sind die Bohrungen 20 für die Schrauben
18 (Fig. 7) vorgesehen.
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Die Isolierstoffplatte 11 ist weiter mit den radialen Rippen 21 (Fig.
3, 4 und 5) zur Gewährleistung einer eicheren Isolation zwischen den Gehäusen 10
versehen. Die Rippen 21 weisen Bohrungen 22 (Fig. 4 und 5) für die Schrauben 23
(Fig. 2 und 3) auf, die zur Befestigung des Gleichrichterblocks 9 in dem Generatordeckel
5 dienen.
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Darüber hinaus ist in der Isolierstoffplatte 11 eine segmentförmige
Verstärkung 24 (Fig. 3, 4 und 5) vorgesehen, die drei Bohrungen 25 für die Schrauben
26 (Fig 2 und 3) aufweist, die als Ausgangsklemmen für die Wechselstromphasen dienen,
und zwei weitere Bohrungen 27 (Fig. 4 und 5) für die Schrauben 28 und 29 (Fig. 2
und 3), mit denen der Gieichrichterblock 9 in dem Generatordeckel 5 befestigt ist
und die gleichzeitig als Gleichstrom-Ausgangsklemmen dienen.
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Die Verbindungsschienen 15 und 16 sind auf den inneren und äußeren
zylindrischen Flächen der Isoiierstoifplatte 11 angeordnet und mit den Anschlußfahnen
30 (Fig. 3 und 6) zur Verbindung mit den Anschlüssen der Gleichrichterelemente (13
und 14) sowie mit den weiteren Anschlußfahnen 31 zur Herstellung einer elektrischen
Verbindung zwischen den Schienen 15 und 16 und den Gleichstrom-Ausgangsklemmen 28
und 29 versehen.
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Die Zuftihrting der Wechselapannung des Generators zu den Netallgehäusen
10 geschieht mit Hilfe der Verbindungsleitungen 32 (Fig. 3).
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Zur Verbesserung der Kühlbedingungen des Gleichrichterblocks 9 sind
die Gehäuse 10 mit EWhlrippen 33 (Fig. 4 und 7), die an ihrem Umfang angeordnet
sind, sowie mit konzentrischen Belüf@ngskanälen 34 versehen.
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Der Generator wird mit einem Radiallüfter 55 (Fig. 1 )beleitet.
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Der Generator arbeitet wie folgt: Bei Rotation des Läufers 3 und gleichzeitiger
Speisung der Erregerwicklung 4 mit Gleichstrom über den Bürstenträger 7 wird in
der Wicklung 2 des Ständers 1 eine Wechsel-EMK induziert, wobei an den Verbindungsschienen
15 und 16 eine Gleichspannung und an den Klemmschrauben 26 eine Wechselspannung
auftritt. Somit gibt der Generator gleichzeitig Gleich- und Wechselstromenergie
an den Verbraucher ab.
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Der erfindungsgemäße Generator kann kontaktlos ausgebildet werden.