DE1464515B2 - Halbleiter-gleichrichterblock - Google Patents
Halbleiter-gleichrichterblockInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Halbleiter-Gleichrichterblock,
bei dem Halbleiterventile und gegebenenfalls leitende oder isolierende Einlagen abwechselnd
mit Kühlern zu einer Säule gestapelt, diese an den Stirnseiten mit Eindeinlagen versehen und
mittels daran angreifende, durch Bolzen miteinander verbundene Stirnplatten federnd zusammengehalten
ist.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 047 950 ist es bekannt, Halbleiterventile in einem topfförmigen
Metallgehäuse anzuordnen, das oben durch eine Isolierdurchführung dicht abgeschlossen ist. Sowohl an
dem topfförmigen Gehäuse als auch an dem durch die Isolierdurchführung geleiteten Anschluß sind
parallele Kühlbleche angebracht, von denen die äußeren mit Hilfe von vier Isolierbolzen oder isolierenden
Abstandsstücken zusammengehalten werden. Es ist auch möglich, mehrere dieser Halbleiteranordnungen
aufeinanderzustapeln, wobei zwischen das oberste und unterste Kühlblech aufeinanderfolgender
Gleichrichteranordnungen im Bereich der Spannbolzen isolierende Zwischenlagen eingefügt sind. Die
Bleche sind mit der Gleichrichteranordnung verlötet und teilweise mit zentrischen Aussparungen, z.B. auf
dem Gehäuse, geführt. Dies erfordert einen erheblichen baulichen Aufwand. Außerdem muß jede einzelne
Halbleiteranordnung mit eigenen Anschlußleitungen versehen werden.
Durch die deutsche Auslegeschrift 1 276 209 ist es vorgeschlagen worden, Halbleiterventile unter Zwischenlage
von Kühlplatten abwechselnd mit Druckstücken zu stapeln, wobei die Druckstücke wahlweise
elektrisch leitend oder isolierend ausgeführt sind. Der Stapel ist an beiden Enden mit Endeinlagen versehen,
auf die durch Bolzen miteinander verbundene Stirnplatten wirken und dadurch die Säule zusammenhalten.
Zwischen eine Stirnplatte und eine Endeinlage gelegte Federn können Wärmedehnungen
aufnehmen. Die Kühlplatten sind in der Mitte mit Prägungen versehen, die auf der einen Seite eine
Vertiefung und auf der anderen Seite eine Erhöhung bilden. Die zwischengeschalteten Druckstücke greifen
in die Vertiefungen. Die Gleichrichterventile liegen zwischen den Erhöhungen. Druckstücke und
Halbleiterventile haben nach außen ragende Vorsprünge mit Aussparungen, durch welche vier Spannbolzen
greifen und dadurch die Lage der einzelnen Elemente in der Säulenachse festlegen. Auch hierbei
werden verhältnismäßig komplizierte Bauelemente;
ίο benötigt, die nur mit Mühe ausgetauscht werden kön- ;
nen.
Aus der USA.-Patentschrift 2 956 214 ist es bekannt, ein Halbleiterventil mittels einer zentrisch angeordneten
Feder gegen eine Stirnplatte zu drücken, ' wobei sich die Feder an einer zweiten Stirnplatte abstützt,
die mit der ersten Stirnplatte fest verbunden ist. .^
Bei Halbleiter-Gleichrichterblöcken, bei denen die Halbleiterventile mit zugehörigen Kühlkörpern zuy:
einer Säule zusammengefaßt sind und durch gemeinsame Spannmittel zusammengehalten werden, ist es :
' wichtig, daß die einzelnen Elemente genau in der ;
Säulenachse liegen und auch genau in Achsrichtung ' belastet werden, weil andernfalls die Flächen der
Kühlelemente nicht genau auf den Stirnflächen der·; Halbleiterelemente aufliegen und dadurch der gewünschte
Kühleffekt in Frage gestellt wird. Nach den bisherigen Vorschlägen waren hierfür spezielle Zentriermittel
an den Kühlelementen, an den Halbleiterventilen und an den eingelegten Druckstücken" erforderlich.
&'
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, 'einen Halbleiter-Gleichrichterblock der eingangs beschriebenen
Art anzugeben, der mit sehr geringem baulichen Aufwand und einem einfachen Montagevorgang
einen sehr hohen Kühlwirkungsgrad zu erzielen gestattet. . {,' Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Kühler stirnseitig mit Längsnuten versehen sind, in denen die Ventile und Einlagen mittels
zweier die Nuten durchsetzender Bolzen in axialer Ausrichtung gehalten sind.
Bei dieser Konstruktion werden die Ventile und die Einlagen durch die Längsnuten der Kühler in
einer Richtung und durch die zwei Bolzen in einer senkrecht dazu stehenden Richtung derart fixiert,
daß sie axial ausgerichtet sind. Man kann hierbei mit sehr einfach geformten Ventilen und Einlagen auskommen.
Trotzdem sind die Halbleiterventile axial, genau ausgerichtet, so daß sich an den nur /durch
Druck anliegenden Kühlplatten ein sehr guter Wärmeübergang ergibt. Die einzelnen Elemente lassen
sich leicht montieren und austauschen, da schon nach Entfernung eines Bolzens ein Herausnehmen
aus der Längsnut möglich ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Endeinlagen keglig ausgeführt und liegen mit ihrer
Spitze in der Säulenachse an den Stirnplatten an. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Endeinlagen genauso
wie die übrigen Einlagen durch Längsnut und Bolzen in ihrer Lage arretiert sind, trotzdem aber die
zu übertragende Kraft genau in der Säulenachse verläuft.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Endeinlagen selbst federnd ausgebildet sein. Es
entfallen dann zusätzliche, außermittig angeordnete Federn. Die Wärmedehnung der gesamten Säule
kann ebenfalls zentrisch aufgenommen werden.
In der Zeichnung ist ein praktisches Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es
zeigt
F i g. 1 einen Grundriß eines aus zwei beidseitg gekühlten
Ventilen zusammengesetzten Gleichrichterblocks,
F i g. 2 einen Seitenriß im Schnitt und
F i g. 3 einen Aufriß im Schnitt durch den Block der Fig. 1,
F i g. 4 das Schaltbild und
F i g. 5 die schematische Anordnung eines aus sechs beidseitig gekühlten Ventilen bestehenden
Gleichrichterblocks, der als eine Drehstrombrücke geschaltet ist.
Der Gleichrichterteil nach F i g. 1 ist derart aufgebaut, daß die Ventile 1 je durch einen oder zwei
Kühler 2 gekühlt werden und derart zu einem Block zusammengestellt sind, daß der gegenseitige Schaltanschluß
entweder direkt durch die Kühler 2 oder durch Einlagen 6 erfolgt. Die geeignete Polarität der
Ventile 1 und das Einschalten der Einlagen 6 (leitfähige
oder Isoliereinlagen) gibt die Möglichkeit, den Block in jede beliebige Schaltungsart einzureihen.
Als Beispiel für diese Anordnung ist in F i g. 4 und 5 der gesamte Gleichrichter in Verbindung mit einer
Drehstrombrücke schematisch dargestellt.
Der Zusammenhalt des ganzen Blocks, wobei eine vollkommene Berührung der gesamten Berührungsflächen
der Ventile 1 und der Kühler 2 gewährleistet ist, wird durch Zusammenklemmen mittels zweier
Bolzen 3 und kegelförmiger abgefederter Zwischeneinlagen 5 erzielt, die sich an End-Stirnplatten 4 abstützen.
Diese Ausführung gewährleistet zugleich einen konstanten spezifischen Druck an den gesamten
Berührungsflächen zwischen den Kühlern 2 und den Ventilen 1 sowie den Ausgleich der Längen-Wärmeausdehnung
einzelner Teile des Blocks. Das Zentrieren der Ventile 1, der End-Zwischeneinlagen
5 und der Einlagen 6 wird mit Hilfe von Längsnuten? in den Kühlern 2 und den beiden Bolzen 3
erreicht.
ίο Diese Ausführung ermöglicht es ferner, sämtliche
bekannten Arten elektrischer Schaltungen auf die einfachste Art durchzuführen (Reihenschaltung, Parallelschaltung
und die Schaltung eines Teiles bzw. des ganzen Gleichrichters).
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist der, daß hiermit auch gute Wärmeeigenschaften
erzielt, werden, da entlang der Blockachse die Wärme gut verteilt wird, was sich auf die Ausnützung
der Ventile günstig auswirkt. Dies ist besonders
ao vorteilhaft im Falle einer Parallelschaltung von Ventilen, da die Gefahr ihrer Zerstörung infolge ungleichförmiger
Verteilung des Stromes und dadurch auch der Temperaturen wesentlich herabgesetzt wird.
Andere Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung liegen in der einwandfreien Berührung der Kühler-
und Ventilflächen. Dadurch wird auch eine gute Abführung der Verlustwärme in das Kühlmedium' er- .
reicht. Des weiteren wird ein verläßlicher unü störungsfreier
Betrieb dadurch erzielt, daß dir erfindungsgemäße Block gegen Wärmeänderungen und
Vibrationen, die beim Betrieb von Halbleitergleichrichtern auftreten, widerstandsfähig ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Halbleiter-Gleichrichterblock, bei dem Halbleiterventile und gegebenenfalls leitende
oder isolierende Einlagen abwechselnd mit Kühlern zu einer Säule gestapelt, diese an den Stirnseiten
mit Endeinlagen versehen und mittels daran angreifende, durch Bolzen miteinander
verbundene Stirnplatten federnd zusammengehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kühler (2) stirnseitig mit Längsnuten (7) versehen sind, in denen die Ventile (1) und Einlagen
(5,6) mittels zweier die Nuten durchsetzender Bolzen (3) in axialer Ausrichtung gehalten sind.
2. Halbleiter-Gleichrichterblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endeinlagen
(5) keglig ausgeführt sind und mit ihrer Spitze in der Säulenachse an den Stirnplatten (4)
anliegen.
3. Halbleiter-Gleichrichterblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Endeinlagen (5) selbst federnd ausgebildet sind.
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Cited By (1)
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AT245681B (de) | 1966-03-10 |
GB992442A (en) | 1965-05-19 |
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---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 |