DE2163697B2 - Bürstenlose elektrische Maschine mit ruhend angeordneter Halbleitergleichrichteranordnung in Brückenschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine bürstenlose elektrische Maschine mit ruhend angeordneter Halbleitergleichrichteranordnung in Brückenschaltung, deren GleichrichterzeUen der einen Brückenhälfte an einem sternpunktverbindenden Lagerschild und deren GleichrichterzeUen der anderen Brückenhälfte an einer sternpunktverbindenden flachen Platte gehalten sind, die gegen das Lagerschild isoliert und parallel vor diesem ruhend angeordnet ist, wobei die Gleichrichterzellen der beiden Brückenhälften mit Wechselstromkontaktanordnungen verbunden sind. ⁶S

Bei einer aus der US-PS 3 041 484 bekanntgewordenen Maschine der genannten Art sind die GleichrichterzeUen der einen Brückenhälfte in Vertiefungen des Lagerschildes und die Gleichrichterzellen der anderen Brückenhälfte in öffnungen des plattenförmigen Sternpunktverbinders angeordnet und befestigt Bei dieser Art der Anordnung der Gleichrichterzellen sind die einzelnen pillenförmigen Gehäuse elektrisch und wärmeleitend mit diesem verbunden angeordnet. Hierzu ist am Boden des Gehäuses eine elektrisch und wärmeleitfähige gesonderte Bodenplatte vorgesehen, gegen die der pillenförmige Halbleiterkörper durch eine elektrisch leitfähige Feder gedrückt wird, die sich ihrerseits gegen eine im Deckel des Gehäuses befestigte Anschlußklemme abstützt Die topfförmigen Gleichrichterzellen sind in Ausnehmungen des Lagerschildes bzw. der flachen Platte eingepreßt, damit sie im Betrieb dauerhaft festgehalten werden und durch Erschütterungen nicht herausfallen können. Diese Befestigungsart erschwert die Montage und Demontage der Gleichrichterzellen, und die eingesenkte Anordnung beeinträchtigt darüber hinaus die Kühlung der Gleichrichterzellen, so daß die Wärmeabfuhr überwiegend durch Wärmeleitung über eine Vielzahl von Übergangsflächen erfolgen muß. Die einzelnen GleichrichterzeUen sind durch gesonderte Wechselstromverbindungsleiter miteinander verbunden, was die Montage und Demontage zusätzlich erschwert.

Aus der DT-AS 1 191 471 ist es für bürstenlose. Gleichstrom liefernde Wechselstrommaschinen bekannt, eine Halbleitergleichrichteranordnung aus Scheibenzellen, gesonderten wechselstromseitigen Kontaktanordnungen, Kontaktfedern und gleichstromseitigen Sternpunktverbindern in Isolierringen zu einer Einheit zusammenzufassen und diese lösbar an einem Lagerschild zu befestigen und danach mit der Wechselstromwicklung elektrisch leitend zu verbinden. Die Scheibenzellen sind in Ausnehmungen eines Isolierringes untergebracht und entweder von einem zweiten angenäherten Isolierring oder durch einzelne ringsegmentförmige Kühlkörper eingeschlossen, so daß die Kühlung nur durch Wärmeleitung über die Umgebung erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art zu vereinfachen und ein leichtes Auswechseln der GleichrichterzeUen sowie eine wirksamere Kühlung derselben zu erreichen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt nach der Erfindung dadurch, daß jede Wechselstromkontaktanordnung aus zwei zueinander und zu den beidseitig angeordneten, mit Vorsprüngen versehenen Sternpunktverbindern parallelen federnden Kontaktflächen besteht, die außenseitig mit Erhebungen versehen sind, zwischen denen und den gegenüberliegenden Vorsprüngen der Sternpunktverbinder die als knopfartige Scheibenzellen ausgebildeten GleichrichterzeUen mit wenigstens freiliegendem Umfang eingespannt gehalten sind. Die knopfförmigen Scheibenzellen sind einfach zwischen die Vorsprünge an den beiden Sternpunktverbindern und Erhebungen der federnd ausgebildeten Wechselstromkontaktanordnungen weitgehend freiliegend eingespannt.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Bei Verwendung einer Abdeckhaube ist eine einfache ebene Isolierzwischenlage ausreichend und außerdem die Gleichrichteranordnung gegen Verschmutzung geschützt. In Verbindung mit einer solchen Abdeckhaube und der weitgehend freiliegenden Anordnung der Scheibenzellen kann vorteilhafterweise eine Sprühölkühlung der Scheibenzellen durch in den von der Ab-

deckhaube umschlossenen Raum ragende Sprühköpfe erfolgen, wobei an der Unterseite der Abdeckhaube ein Abfluß für das Sprühöl vorzusehen ist

Der Anschluß an die als Sternpunktverbinder dienende Platte erfolgt zweckmäßig durch eine isoliert die Abdeckhaube an der Mantelfläche durchdringenden Anschluß. Der andere Gleichrichterstromanschluß kann mit der Abdeckhaube selbst verbunden sein, da diese elektrisch leitend mit dem Lagerschild verbunden ist. ίο

Um eine Zugänglichkeit zum Wellenende und dessen Lager zu i.ichern, ohne vorherige Demontage der Abdeckhaube und der Gleichrichteranordnung, können die Abdeckhaube, die Isolierplatte und die Wechselstromkontaktanordnungen einen mittigen Durchgriff freilassen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Teil einer Maschine bildenden Halbleitergleichrichteranordnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch das eine Ende einer Wechselstrommaschine und die am Lagerschild angeordnete Gleichrichteranordnung nach der Erfindung,

F i g. 2 zwei Teilquerschnitte durch den Gegenstand nach F i g. 1,

F i g. 3 Einzelheiten der Anordnung nach F i g. 1.

Das Gehäuse 1 eines selbsterregten, mit aas Ständerblechpaket unmittelbar gewindeartig umgebenden und von diesem begrenzten Kanal durchfließendem sowie über den Wickelköpfen zugewandten Sprühköpfen zugeführtem Kühlöl gekühlten Synchrongenerators hat B-seitig einen Lagerschild 2, der von einer Abdeckhau be 3 abgedeckt ist Die Abdeckhaube 3 ist am Lagerschild 2 bzw. dem Gehäuse 1 unisoliert befestigt und umschließt eine ruhend angeordnete Halbleitergleichrichteranordnung 4 in Brückenschaltung. Diese besteht aus dem als dem einen Sternpunktverbinder mitbenutzten Lagerschild 2, einem gegen die Innenseite der Abdeckhaube 3 durch eine ebene Isolierzwischenlage 5 isoliert gehaltenen zweiten plattenförmigen Sternpunktverbinder 6 sowie drei federnd ausgebildeten Wechselstromkontaktanordnungen 7 aus jeweils zwei parallelen, federnden Kontaktflächen für die den beiden Brückenhälften je Phase zugehörigen knopfartigen Scheibenzellen 9.

Bei Verwendung von je vier Scheibenzellen pro Phase und Brückenhälfte (d. h. insgesamt 24 Scheibenzellen) sind an drei Stellen des Lagerschildes 2 und des zweiten Sternpunktverbinders 6 gegenüberliegende Vorsprünge 2a und 6a vorgesehen. Die zwei Kontaktflächen 7 ragen mit außenliegenden Noppen la in die Scheibenzellen 9 und fixieren mit innenliegenden Erhebungen Tb die dazwischenliegenden Tellerfedern 8. Die Kontaktflächen 7 einer jeden solchen Wechselstromkontaktanordnung sind mit einer Phase der Wechselstromwicklung des Synchrongenerators durch Verbindungsleiter 10 verbunden, die jeweils durch einen Durchlaß 26 im Lagerschild 2 geführt sind. Die Tellerfedern 8 drücken die fixiert gehaltenen Scheibenzellen 9 über die Kontaktflächen 7 mit den Noppen 7a gegen die vorragenden Fixierteile 6a bzw. 2a. Bei entsprechender Polung ist der Lagerschild 2 samt Abdeckhaube 3 der negative und der zweite Sternpunkt verbinder 6 der positive Pol der gleichgerichteten Wechselspannung des Synchrongenerators.

Somit kann der Anschluß an die Gleichstrompole an der Abdeckhaube vorgesehen sein, wobei die negative Anschlußklemme 12 leitend mit der Abdeckhaube 3 verbunden und in deren Mantelfläche befestigt ist die positive Anschlußklemme 11 dagegen isoliert die Mantelfläche durchdringt und leitend mit dem plattenförmigen zweiten Sternpunktverbinder 6 verbunden ist Die den drei Phasen zugeordneten Wechselstromkontaktanordnungen 7 lassen mittig einen Durchgriff auf das B-seitige Wellentuoe 13 frei, wenn eine stirnseitige Abdeckplatte 3a von der Abdeckhaube 3 entfernt ist. Zum Durchgriff haben die Isolierzwischenlage 5 sowie der Sternpunktverbinder 6 mittige Durchbräche.

Die ruhend angeordneten Scheibenzellen 9 sind bis auf ihre stirnseitigen Berührungsflächen unbedeckt und können auf besonders günstige Weise mit dem Kühlöl besprüht werden. Hierzu ragen in den Raum zwischen Lagerschild 2 und Abdeckhaube 3 verteilt angeordnete Sprühköpfe 14, die das Kühlöl auf die freien Oberflächen sprüht. Das Kühlöl kann dann in einer unterseitig angeordneten Abflußöffnung 3b in eine Rückführleitung abfließen.

Da der zweite Sternpunktverbinder 6 mit der Abdeckhaube 3 über die Anschlußklemme 11 mechanisch verbunden ist und die Isolierzwischenlage 5 zwischen beiden eingeklemmt wird, können nach Entfernen der Abdeckhaube 3 die zugeordneten äußeren Scheibenzellen 9 entfernt werden. Nach Lösen der Anschlüsse der Verbindungsleiter 10 können auch die Wechselstromtaktanordnung 7 weggenommen und die inneren Scheibenzellen 9 entfernt werden. Das Einsetzen der Scheibenzellen geschieht in umgekehrter Reihenfolge.

Die Anordnung nach der Erfindung erlaubt mit geringstmöglichen zusätzlichen Teilen eine einfache, kühlungsgünstige und raumsparende Ausgestaltung und Anordnung der Halbleitergleichrichteranordnung für elektrische Maschinen der genannten Art

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Bürstenlose elektrische Maschine mit ruhend angeordneter Halbleitergleichrichteranordnung in Brückenschaltung, deren Gleichrichterzellen der einen Brückenhälfte an einem sternpunktverbindenden Lagerschild und deren GleichrichterzeUen der anderen Brückenhälfte an einer sternpunktverbindenden flachen Platte gehalten sind, die gegen das Lagerschild isoliert und parallel vor diesem ruhend angeordnet ist, wobei die GleichrichterzeUen der beiden Brückenhälften mit Wechselstromkontakanordnungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wechselstromkontaktanordnung aus zwei zueinander und zu den beidseitig angeordneten, mit Vorsprüngen (2a, 6a) versehenen Sternpunktverbindern (2, 6) parallelen federnden Kontaktflächen (7) besteht, die außenseitig mit Erhebungen (7a) versehen sind, zwischen denen und den gegenüberliegenden Vorsprüngen (2a, 6a) der Sternpunktverbinder die als knopfartige Scheibenzellen (9) ausgebildeten Gleichrichterzellen mit wenigstens freiliegendem Umfang eingespannt gehalten sind. *5

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden federnden Kontaktflächen (7) innenseitig mit Erhebungen (7b) zum Fixieren von zwischenliegenden Tellerfedern (8) versehen und mit Verbindungsleitern (10) jeweils an eine Phase angeschlossen sind.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vor dem Lagerschild angeordnete Sternpunktverbinder (6) sich an der den Scheibenzellen (9) abgewandten Seite durch eine Isolierzwischenlage (5) an der Innenseite einer mit dem Lagerschild (2) verbundenen Abdeckhaube (3) abstützt.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckhaube (3) an ihrer Mantelfläche von einer isoliert durchgeführten Anschlußklemme (U) für den plattenförmigen Sternpunktverbinder (6) durchdrungen und mit einer zweiten Anschlußklemme (12) mit dem anderen Sternpunktverbinder (2) unmittelbar leitend verbunden ist.

5. Anordung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckhaube (3) eine Abflußöffnung (36) für die durch in den Innenraum ragende Sprühköpfe (14) auf die Halbleitergleichrichteranordnung (4) gesprühte Kühlflüssigkeit aufweist.