DE29805943U1

DE29805943U1 - Niederinduktive Verschienung zweier mehrlagiger Stromschienenanordnungen für Stromrichter

Info

Publication number: DE29805943U1
Application number: DE29805943U
Authority: DE
Original assignee: ABB Daimler Benz Transportation Schweiz AG; ABB Daimler Benz Transportation Technology GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2008-03-27

Description

B 97/13

Niederinduktive Verschienung zweier mehrlagiger Stromschienenanordnungen für Stromrichter

Die Erfindung bezieht sich auf eine niederinduktive Verschienung zweier mehrlagiger Stromschienenanordnungen für Stromrichter

Stromschienensysteme dienen zum internen Anschluß einzelner Komponenten eines Stromrichters, wie aktive Halbleiterschaltelemente, Dioden, Kondensatoren usw., sowie zum externen Anschluß des Stromrichters an ein Gleich- oder Wechselspannungsnetz und zum Lastanschluß.

Insbesondere nach Einführung von GTO-Stromrichterventilen (Gateturn-off-Thyristoren) in die Stromrichtertechnik ist zur Sicherstellung einer optimalen Funktionsweise der Stromrichter eine induktionsarme Verschienung von großer Wichtigkeit. Eine derartige niederinduktive Verschienung ist vorzugsweise realisierbar, indem flächige, gegeneinander elektrisch isolierte Stromschienen mit sehr geringem Abstand parallel geführt werden.

Hierzu ist es bereits aus der DE 196 00 367 Al bekannt, daß der Plus- und Minusanschluß des Zwischenkreises eines Stromrichters je ein gitterförmiges Polblech umfassen und der oder die Phasenanschlüsse schienenförmig aufgebaut sind. Die Polbleche und Schienen werden in der Reihenfolge Plusanschluß, Minusanschluß, Phasenanschluß oder Minusanschluß, Plusanschluß, Phasenanschluß unter Zwischenfügung von Isolationselementen aufeinandergestapelt auf einem Träger montiert. Diese mehrlagige Verschienung ist jedoch nur in einer räumlichen Ebene möglich, was zu einem erheblichen manuellen Aufwand beim Anschließen der weiteren Komponenten einer Geräteeinheit und zu größeren Geräteeinschüben führt. Eine Kompaktausführung mit Verschienungen in mehr als einer Ebene ist danach nur durch Fertigung von Teilpaketen und Verschrauben dieser Baugruppen zu einer Geräteeinheit möglich. Verschraubungen im Hochstrombereich sind jedoch kostenin-

tensiv und bei Stoß- und Rüttelbeanspruchungen, wie sie beispielsweise bei einem Einsatz im Schienenverkehr die Regel sind, auch nicht ohne regelmäßige Wartung betriebssicher.

Aus der DE 36 09 065 C2 ist es bekannt, die geometrischen Abmessungen von drei flexiblen Stromschienen untereinander durch Aufschichtung einer vierten flexiblen Stromschiene unter Schaffung elektrischer Verbindungen der beiden äußeren Stromschienen dahingehend zu verbessern, daß je zwei Doppelschienen mit praktisch den gleichen geometrischen Abmessungen und demzufolge gleich niedrigen Eigeninduktivitäten gebildet werden. Nachteilig ist der hohe manuelle Fertigungsaufwand, der Materialaufwand für die zusätzliche Stromschiene und die große Länge der Verschienungsstrecke.

In der DE 40 12 845 Al wird ein Stromschienensystem für Stromrichter vorgeschlagen, wonach die Stromschienen koaxial ineinander angeordnet und durch Isoliermaterial voneinander distanziert sind. Die Konstruktion ermöglicht einen sehr geringen Abstand der Stromschienen zueinander, ohne daß zusätzliche Vorkehrungen gegen die hohen Anziehungs- bzw. Abstoßungskräfte zu treffen wären. Bei mehreren koaxial angeordneten Stromschienen ist allerdings die Anschlußtechnik zueinander und zu externen Anschlußleitern relativ aufwendig. Auch läßt diese Anordnung keinen modularen Aufbau eines Stromrichters zu.

Im Zuge der Weiterentwicklung von Leistungshalbleiterschaltern zu den IGBTs (Bipolartransistoren mit isoliertem Gate) und IGCTs (Integrated Gate Commutated Thyristor) hat sich nämlich ein modularer Aufbau der Stromrichter dahingehend durchgesetzt, daß für höhere Leistungsanforderungen mehrere Module parallel geschaltet werden. Somit ist auch ein für einen modularen Aufbau geeignetes Verschienungssystem mit geringer Eigeninduktivität wünschenswert, um aufgrund der immer höheren Anforderungen bezüglich eventueller Netzrückwirkungen höhere Schaltfrequenzen, steilere Schaltflanken und niedrigere Schaltverlusten zu ermöglichen. Die Verbesserung der elektrischen Parameter soll

einhergehen mit einer Verringerung der baulichen Abmessungen der Stromrichtereinschübe und Senkung der Fertigungskosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine niederinduktive Verschienung der Komponenten eines Stromrichters in hoher Produktivität und für eine möglichst kompakte Bauweise zu realisieren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen zeigen die begleitenden Unteransprüche auf.

Danach sind die beiden laminierten Stromschienenpakete zunächst über plane Verbindungsstege miteinander elektrisch und mechanisch verbunden, wodurch sie sich in derselben räumlichen Ebene erstrecken. In dieser Lage läßt sich mit bekannter Technik eine mehrlagige hochproduktive Bestückung vornehmen. Anschließend werden die beiden Schienenpakete unter Abbiegen der Verbindungsstege in winklig zueinander stehende Ebenen entsprechend ihrer vom Konstrukteur vorgesehenen Anordnung in einem Einschub oder dergleichen Gehäuse gebracht. Hierdurch muß ein Stromrichtermodul nicht mehr aufgetrennt in Baugruppen bestückt werden, die anschließend unter Verwendung von Winkelschienen und Schraubmaterial aufwendig wieder verbunden werden müssen.

Anhand eines Ausführungsbeispiels und einer schematischen Zeichnung soll die Erfindung näher beschrieben werden.

Zwei im rechten Winkel zueinander stehende, laminierte Stromschienenpakete 1, 2 sind über unlaminierte, biegbare Kupfer-Verbindungsstege 3 miteinander verbunden. Ein Stromschienenpaket ist mit nicht näher dargestellten Leistungshalbleiterventilen bestückt, während das andere Stromschienenpaket den Beschaltungskomponenten vorbehalten ist. Die Bestückung und Kontaktierung beider Stromschienenpakete 1, 2 erfolgt hochproduktiv in nur einer räumlichen Ebene, also bei gestreckten Verbindungsstegen 3. Von einer oder beiden Stromschienenpaketen 1, 2

abgehende, Kupferschienen 4, deren Freimachung in der Figur
nicht dargestellt ist, tragen Anschlußbohrungen und sind während des Bestückungsprozesses ebenfalls gestreckt. Sie können bedarfsweise bei der Endmontage gleichfalls abgebogen werden.

Claims

Ansprüche

1. Niederinduktive Verschienung zweier mehrlagiger Stromschienenanordnungen für Stromrichter, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stromschienenpakete (1, 2)unter Abbiegen ihrer Verbindungsstege (3) in winklig zueinander stehenden Ebenen angeordnet sind.

2. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stromschienenpakete (1, 2) rechtwinkelig zueinander stehen.

3. Niederinduktive Verschienenung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstege (3) aus biegbaren oder biegsamen KupferStegen bestehen.

4. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stromschienenpakete (1,.2) vor dem Abbiegen der Verbindungsstege (3) mit den wesentlichsten Komponenten bestückt worden sind.

5. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (4) aus biegbaren oder biegsamen Kupferstegen bestehen.

6. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschienenpakete (1, 2) in Leiterplattenmehr lagentechnik ausgeführt sind.