DE2348207A1

DE2348207A1 - Thyristorsaeule

Info

Publication number: DE2348207A1
Application number: DE19732348207
Authority: DE
Inventors: Erwin Keyl; Gerd Thiele
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1973-09-25
Filing date: 1973-09-25
Publication date: 1975-04-17
Also published as: GB1432326A; CH569364A5; SE7411982L; SE393893B; US3943426A; JPS5059735A

Description

Die Erfindung betrifft eine Thyristorsäule mit Scheibenthyristoren, die aufeinandergestapelt und federnd gehalten sind, wobei an jeder Seite jedes Scheibenthyristors ein Kühlkörper eingefügt ist, der gleichzeitig zur elektrischen Stromführung dient.

Solche Thyristorsäulen sind beispielsweise aus der DT-DS 1 9H 790 bekannt. Sie werden eingesetzt wenn mehrere Scheibenthyristoren in Reihe zu schalten sind. Dabei sind mit einer gesonderten Beschaltung die Scheibenthyristoren gegen unzulässige Beanspruchungen zu schützen. Beispielsweise aus dem Buch "Siliziumstromrichter-Handbuch" der BBG, Baden-Schweiz, Seite 83, ist es bekannt, hierfür eine RIC-Beschaltung vorzusehen, bei der allen in Reihe geschalteten Scheibenthyristoren der Thyristorsäule eine gemeinsame Sperrdrossel vorgeschaltet ist und jedem Thyristor der Thyristorsäule ein RC-Glied parallel liegt. Die mehreren Thyristoren jeweils gemeinsame Sperrdrossel besitzt ein großes Bauvolumen und ein großes Gewicht, wodurch das Bauvolumen und das Gewicht des Gerätes in die die 'Thyristorsäule einzubauen ist stark beeinflußt wird. Außerdem sind bei dieser Beschaltung die Widerstände der RG-firlieder für. eine relativ hohe leistung auszulegen.

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Es besteht die Aufgabe, eine Thyristorsäule der eingangs genannten Art so aufzubauen, daß eine Beschaltung mit geringem Aufwand ermöglicht wird, die raumsparend ist und kein bedeutendes zusätzliches Gewicht mit sich bringt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen den Kühlkörpern aufeinanderfolgender"Scheibenthyristoren jeweils wenigstens ein Distanzstück eingefügt ist und daß der von den Distanzstück gebildete Raum durch einen elektrischen Leiter überbrückt ist, der mit Ferritkernen versehen ist. Vorzugsweise sind als Ferritkerne Ringkerne vorgesehen, die auf den Leiter aufgereiht sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Thyristorstapel ist eine gesonderte Sperrdrossel für jeden Thyristor zur Beschaltung vorgesehen. Diese gesonderte Sperrdrossel für jeden Thyristor wird durch den Leiter und die Ferritkerne gebildet, die sich in dem von dem Distanzstück begrenzten Raum befinden. Durch das Distanzstück wird die für die Kontaktierung der Scheibenthyristoren erforderliche Druckkraft ohne Einwirkung auf die Ferritkerne übertragen. Vorteilhaft ist es, das Distanzstück als elektrischen Leiter auszubilden, auf dem die Ferritkerne aufgereiht sind.

Bei der Beschaltung der erfindungsgemäßen Thyristorsäule wird die Strombegrenzung beim Einschalten der Thyristoren nicht wie bei der bekannten Beschaltung durch die Widerstände der RC-Glieder, sondern durch die jedem Thyristor zugeordnete gesonderte Sperrdrossel erreicht. Die Widerstände der RC-Glieder können daher für eine geringere Leistung ausgelegt werden. Außerdem wird das für die gemeinsame Sperrdrossel bei der bekannten Beschaltung benötigte große Bauvolumen weatntlich verkleinert, da die mit den Ferritkernen aufgebauten, gesonderten Sperrdrosseln weniger Raum als eine gemeinsame Sperrdrossel benötigen. Zur weiteren Verkleinerung des Bauvolumens können die Ferritkerne konzentrisch zueinander angeordnet sein.

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Im folgenden wird die erfindungsgemäße Thyristorsäule beispielhaft anhand der Figuren 1 bis 3 näher erläutert.

Die in Fig. 1 gezeigte Thyristorsäule enthält mehrere in Reihe geschaltete Scheibenthyristoren 1, wobei an jeder Seite eines Scheibenthyristors ein Kühlkörper 2 anliegt. Im Ausführungsbeispiel ist eine flüssigkeitsgekühlte Thyristorsäule dargestellt. Kühlkörper 2 zur Flüssigkeitskühlung in einer solchen Thyristorsäule sind beispielsweise aus der DT-OS 2 160 302 bekannt. Auf Anschlußzapfen 3 der Kühlkörper 2 sind Leitungsstücke 4 aufgebracht. Damit ist ein Strömungsweg für das flüssige Kühlmedium gebildet, in dem wenigstens ein Teil der Thyristoren der Thyristorsäule thermisch in Reihe liegen.

Über Isolierstücke 5 und einem Druckstück 6 sind die Scheibenthyristoren 1 und die Kühlkörper 2 in einem Gestell eingespannt, das im wesentlichen von zwei Schraubbolzen 7 und 8 und zwei Spannplatten 9 und 10 gebildet fet. Eines der Isolierstücke 5 ist mit der Spannplatte 10 durch eine Schraube 11 verbunden, das andere Isolierstück 5 liegt auf dem Druckstück 6 auf. Bezüglich des Aufbaus des Druckstückes wird beispielhaft auf die obengenannte DT-OS 1 914 790 verwiesen. Das Druckstück 6 weist im wesentlichen Tellerfedern 12 als Energiespeicher auf, mit denen eine elastische Druckkraft auf die Kühlkörper und die Scheibenthyristoren ausgeübt wird, womit die elektrische und thermische Kontaktierung zwischen Kühlkörpern und Scheibenthyristoren sichergestellt ist. Die elektrischen Anschlüsse für die Scheibenthyristoren können direkt an die Kühlkörper 2 gelegt sein, wie es beispielsweise in der bereits genannten DT-OS 2 160 302 beschrieben ist.

Zwischen den Kühlkörpern zweier aufeinanderfolgender Scheibenthyristoren 1 ist bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Distanzstück 13 angeordnet, das die Druckkraft von einem Kühlkörper 2 auf- den nachfolgenden Kühlkörper überträgt. Auf dem Distanzstück 13, das aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist, sind Ringkerne 14 aus Ferrit aufgereiht, die in der Fig. 1 im Schnitt gezeigt sind. Die Ringkerne 14 sind durch Zwischenscheiben 15 getrennt und alle ^Ringkerne 14,

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die auf einem Distanzstück 13 angeordnet sind, befinden sich zwischen zwei Trägerscheiben 16, die an den Bolzen 7 und 8 befestigt sind. Die Ferritkerne 14 bilden zusammen mit dem stromdurchflossenen Distanzstück 13 eine Sperrdrossel.

Eine Beschaltung der erfindungsgemäßen Thyristorsäule zeigt die Pig. 2. Jedem Thyristoren 1 ist eine gesonderte Sperrdrossel 17 neben der Beschaltung mit einem RC-Glied 18, 19 zugeordnet. Jede Sperrdrossel 17 ist aus einem leiter und Ferritkernen 14 aufgebaut, die sich in dem von dem Distanzstück 13 zwischen aufeinanderfolgenden Kühlkörpern 2 aufgespanntem Raum befinden= Dabei kann, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 das Distanzstück 13 der Leiter sein.Es wurde bereits erwähnt, daß bei dieser Beschaltung in Abweichung von der erwähnten bekannten Beschaltung die Strombegrenzung nicht durch die Widerstände 19 der RC-G-lieder sondern durch die den Scheibenthyristoren 1 jeweils zugeordneten Sperrdrossel 17 erreicht wird. Damit werden die baulichen Vorteile erhalten, die bereits abgehandelt wurden.

In Fig. 3 ist ein Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Thyristorsäule dargestellt, der eine andere Anordnung der Ferritkerne zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zu den Ferritkernen 14 weitere Ferritkerne 14a konzentrisch angeordnet. Damit läßt sich die Baulänge der Thyristorsäule verkleinern. Neben der gezeigten konzentrischen Anordnung der Ferritkerne 14 und 14a sind selbstverständlich auch andere, platzsparende Anordnungen möglich, wobei noch zu erwähnen ist, daß neben dem Distanzhalter 13 noch ein gesonderter leiter für die Ferritkerne 14 vorgesehen sein kann und daß die Sperrdrossel für jeden der Scheibenthyristoren nicht nur mit Ringkernen, sondern auch mit anderen, im Handel erhältlichen Ferritkernen ausgeführt sein kann.

Zusammenfassend ist zu betonen, daß mit 4er erfindungsgemäßen Thyristorsäule ein Aufbau erhalten ist, der einen raumsparenden Einbau der Thyristorsäule in ein Gerät sicherstellt und der die Beschaltung für die Thyristoren wesentlich vereinfacht.

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Claims

- 5 - ' VPA 73/3265 Patentansprüche

1.) Thyristor säule mit Scheibenthyristoren, die aufeinandergestapelt und federnd gehalten sind, wobei an jeder Seite jedes Scheibenthyristors ein Kühlkörper eingefügt ist, der gleichzeitig zur elektrischen Stromführung dient, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kühlkörpern (2) aufeinanderfolgender Scheibenthyristoren (1) jeweils wenigstens ein Distanzstück (13) angeordnet ist und daß der von dem Distanzstück gebildete Raum durch einen elektrischen Leiter (13) überbrückt ist, der mit Ferritkernen (14) versehen ist.

2. Thyristorsäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ferritkerne Ringkerne (14) vorgesehen sind, die auf dem Leiter (13) aufgereiht sind.

3. Thyristorsäule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück (13) als elektrischer Leiter dient, auf dem die Ferritkerne (14) aufgereiht sind.

4. Thyristorsäule nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Ferritkerne (14, 14a) konzentrisch zueinander angeordnet sind.

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