DE2228856A1 - ELECTRIC GENERATOR - Google Patents

Description

Elektrischer Generator Die vorliegende Brfindung betrifft elektrische Maschinen, insbesondere elektrische Generatoren, die vorzugsweise zur Verwendung in Transportmitteln bestimmt sind. Electric Generator The present invention relates to electric Machines, especially electric generators, which are preferably used are intended in means of transport.

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).An electric generator is known, consisting of a stator, a rotor with an excitation winding, a semiconductor rectifier block, the is connected in three-phase full wave rectifier circuit, the rectifier elements each of a phase are housed in a metal housing, which is used at the same time Phase center of the rectifier in question is used, with the aforementioned housing are attached to an insulating plate, and the connections of the same name of the semiconductor rectifier elements are connected with rails and the number the case is 3 (see, for example, USSR Copyright Certificate No. 236655, Class 21 d5, 1/02; 21 g 11/02).

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.A disadvantage of the aforementioned known construction of electrical Generators is that the netall housing in the rectifier block is close to one another and are arranged at short distances from the connecting bars, causing short circuits between the housings mentioned and between the housings and the connecting rails possible are. In addition, the connections of the semiconductor Glei are chricht element e connected directly to the connecting rails, causing the connections to break can result in vibration and shaking when operating the generator.

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.The specified disadvantage is due to the attachment of the rectifier block even better at two points. The connecting bars in the rectifier block are mounted in a plane immediately behind the netall housing, which is the active The cooling surface of the metal housing is reduced and the cooling air flow through the rectifier block and obstructs the generator, reducing the performance of the fan and the Cooling of the rectifier block and the generator is deteriorated.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der oben erwähnten Nachteile.The purpose of the present invention is to eliminate the above mentioned Disadvantage.

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.The present invention seeks to develop a based on an electrical generator, which allows the operational reliability of the rectifier block and the Lükingsbedinguiigen of the latter and to improve the generator.

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.This object is achieved in that in the electrical generator, consisting of a stator, a rotor with an exciter winding and a rectifier block, which is connected in a three-phase full-wave rectifier circuit and its rectifier elements one phase each in a common housing made of electrically conductive material are housed, the mentioned housing mounted on an insulating plate and the connections of the same name of the mentioned rectifier elements are connected to rails, according to the invention, the connections of the same name Rectifier elements connecting rails on the inner and outer circumference of a arranged cylindrical approach of the insulating plate of the rectifier block are on the insulating plate for safe insulation of the metal housing Radial approaches are provided.

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.Those on the inner and outer cylindrical surfaces of the insulating plate concentrically arranged connecting rails do not reduce the active cooling surfaces the metal case; they also do not hinder the cooling air flow through the rectifier block and the generator and are surrounded by guhlluft. Such an arrangement the connecting bars eliminates the possibility of a short circuit with the metal housings the end.

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.The connection of the connections of the rectifier elements and the power output terminals of the rectifier block with the connecting bars can help avoid an immediate Connection made via connection flags attached to the connecting rails will.

Zweckmäßigerweise werden auf der Isolierstoffplatte radiale Verstärkungen angebracht, um auf diesen die Gehäuse aus elektrisch leitendem Material zu befestigen.Radial reinforcements are expediently placed on the insulating plate attached in order to attach the housing made of electrically conductive material on these.

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.To improve the cooling conditions of the rectifier block are the housing made of electrically conductive material, preferably with Kühli'ippen, the are arranged on the circumference of the housing, and to be provided with concentric ventilation channels.

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.It is also useful in the radial approaches of the insulating plate Drill holes for the fastening screws, two of which sound at the same time can serve as direct current connections. A segment-shaped reinforcement with bores can be provided to pass through these the output terminals for the direct current to be able to pass through.

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.The invention is based on an embodiment of the electrical Generator and the accompanying drawings explained in more detail. They show: Fig. 1 the Overall arrangement of the generator with rectifier block in the longitudinal section according to FIG Invention; 2 shows an overall view from the rectifier side; Fig. 3 a View of the cover of the generator with the rectifier block from the rotor side here; 4 shows a view of the rectifier block from the side of the generator cover here; 5 shows a view of the insulating material plate; Fig. 6 is a section through the Metal housing at the installation point of the semiconductor rectifier elements; Fig. 7 a Section through the rectifier block at the location of the threaded holes.

Der elektrische Generator stellt eine Dreiphasen-Synchronmaschine für Gleich- bsw. Drehstrom mit eingebautem Gleichrichterblock dar.The electrical generator is a three-phase synchronous machine for equal bsw. Three-phase current with built-in rectifier block.

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.The generator consists of a stator 1 (Fig. 1) with the three-phase winding 2 and a rotor 3 rotatable therein with the field winding 4. The stator 1 and the rotor 2 are fastened in the end shields 5 and 6. The supply of the excitation winding 4 takes place via the 3 primary carrier 7.

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.In the end shield 5 of the generator there is a rectifier block on the inside 9 arranged. The rectifier block 9 (Fig. 1, 2, 3 and 4) consists of three constructively same housings 10 (Fig. 4), which are on a common insulating plate 11 (Fig. 5) are attached and at the same time as the midpoints of the three rectifier phases to serve. In the housings 10 (Fig. 3, 4, 6 and 7) made of electrically conductive material are made (if necessary from Netall), special recesses 12 (Fig. 3 and 4), in which the semiconductors erelemearrte 13 and 14 (Fig. 6) are housed tightly encapsulated, which are mutually in three-phase full-wave rectifier circuit are connected by means of the connecting rails 15 and 16 (Figs. 1, 3, 6 and 7).

A1s Gleichrichterelemente 13 und 14 können handelsübliche Ventile verwendet werden. In diesem Fall sind in den Gehäusen statt der Aussparungen 12 durchgehende Bohrungen vorzusehen.A1s rectifier elements 13 and 14 can be commercially available valves be used. In this case there are 12 in the housings instead of the recesses through holes to be provided.

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.For fastening the Netall housing 10 on the insulating plate 11 and at the same time for supplying the alternating voltage of the generator to the rectifier block 9, the threaded bores 17 (Fig. 4) are arranged in the Netallgehäusen 10. the Attachment of the metal housing 10 and the supply of the alternating voltage to the rectifier block 9 takes place by means of the screws 18 (Fig. 3 and 7). The insulating plate 11 (Fig. 5) is circular with the radial webs 19 (Fig. 3 and 5).

In den radialen Stegen 19 sind die Bohrungen 20 für die Schrauben 18 (Fig. 7) vorgesehen.The bores 20 for the screws are in the radial webs 19 18 (Fig. 7) is provided.

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.The insulating plate 11 is further with the radial ribs 21 (Fig. 3, 4 and 5) to ensure reliable insulation between the housings 10 Mistake. The ribs 21 have bores 22 (FIGS. 4 and 5) for the screws 23 (Fig. 2 and 3), which for fastening the rectifier block 9 in the generator cover 5 serve.

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.In addition, the insulating plate 11 is segment-shaped Reinforcement 24 (Fig. 3, 4 and 5) is provided, the three holes 25 for the screws 26 (Fig. 2 and 3), which serve as output terminals for the alternating current phases, and two further bores 27 (Fig. 4 and 5) for the screws 28 and 29 (Fig. 2 and 3) with which the rectifier block 9 is fastened in the generator cover 5 and which also serve as DC output terminals.

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.The connecting rails 15 and 16 are on the inner and outer arranged cylindrical surfaces of the Isoiierstoifplatte 11 and with the terminal lugs 30 (Fig. 3 and 6) for connection to the connections of the rectifier elements (13 and 14) as well as with the further terminal lugs 31 for producing an electrical Connection between rails 15 and 16 and DC output terminals 28 and 29 provided.

Die Zuftihrting der Wechselapannung des Generators zu den Netallgehäusen 10 geschieht mit Hilfe der Verbindungsleitungen 32 (Fig. 3).The supply of the alternating voltage of the generator to the power housing 10 is done with the help of the connecting lines 32 (Fig. 3).

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.To improve the cooling conditions of the rectifier block 9 are the housing 10 with EWhlrippen 33 (Fig. 4 and 7), which are arranged on its circumference are, as well as provided with concentric ventilation channels 34.

Der Generator wird mit einem Radiallüfter 55 (Fig. 1 )beleitet.The generator is supplied with a radial fan 55 (FIG. 1).

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.The generator works as follows: When the rotor rotates 3 and at the same time The excitation winding 4 is supplied with direct current via the brush holder 7 in the winding 2 of the stator 1 induces an alternating EMF, with the connecting bars 15 and 16 a direct voltage and an alternating voltage on the clamping screws 26 occurs. Thus the generator gives direct and alternating current energy at the same time to the consumer.

Der erfindungsgemäße Generator kann kontaktlos ausgebildet werden.The generator according to the invention can be made contactless.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: PATENT CLAIMS: 1. Elektrischer Generator, bestehend aus einem Ständer, einem Läufer mit einer Erregerwicklung, und einem Gleichrichterblock, der in Dreiphasen-Doppelweggleichrichterschaltung geschaltet ist, dessen Gleichrichterelemente jeder Phase in je einem Metallgehäuse untergebracht sind, wobei die erwähnten Metallgehäuse auf einer Isolierstoffplatte befestigt und die gleichnamigen Ausführungen der erwähnten Gleichrichterelemente mit Schienen verbunden sind, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verbindungsschienen (15, 16), die die gleichnamigen Anschlüsse der Gleichrichterelemente (13, 14) verbinden, auf den inneren und äußeren zylindrischen Flächen der Isolierstoffplatte (11) angeordnet sind, wobei auf der Isolierstoffplatte radiale Rippen (21) angeordnet sind, die die Metallgehäuse (10) mit darin untergebrachten Gleichrichterelementen (13, 14) voneinander isolieren.1. Electric generator, consisting of a stator, a rotor with an excitation winding, and a rectifier block in a three-phase full-wave rectifier circuit is connected, the rectifier elements of each phase in a metal housing are housed, the mentioned metal housing on an insulating plate attached and the designs of the same name of the rectifier elements mentioned are connected with rails, d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the Connecting bars (15, 16), which have the same named connections of the rectifier elements (13, 14) connect on the inner and outer cylindrical surfaces of the insulating plate (11) are arranged, radial ribs (21) being arranged on the insulating material plate are the metal housing (10) with rectifier elements housed therein Isolate (13, 14) from each other. 2. Elektrischer Generator nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verbindungsschienen (15, 16) mit Anschlußfahnen (30, 31) versehen sind, welche die Anschlusse der Gleichrichterelemente (13, 14) sowie die Ausgangsklernrnsohrauben des Gleichrichterblocke (9) mit den genannten Schienen elektrisch verbinden. 2. Electric generator according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the connecting rails (15, 16) with connecting lugs (30, 31) are provided, which the connections of the rectifier elements (13, 14) and the output clutch hoods of the rectifier block (9) with the rails mentioned connect electrically. 5. Elektrischer Generator nach den Ansprüchen 1 und 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Isolierstoffplatte (11) radiale Stege (19) aufweist, auf denen die Gehäuse (10) aus elektrisch leitendem Material befestigt sind. 5. Electric generator according to claims 1 and 2, d a -d u r c h g e k e n n n e i c h n e t that the insulating plate (11) has radial webs (19), on which the housing (10) made of electrically conductive material is attached are. 4 Elektrischer Generator nach den Anspruchen 1, 2 und 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Gehäuse (10) aus elektrisch leitendem Material mit Kühlrippen (33) und Belüftungskanälen (34) versehen sind.4 Electric generator according to claims 1, 2 and 3, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the housing (10) is made of electrically conductive Material with cooling fins (33) and ventilation channels (34) are provided. 5. Elektrischer Generator nach den Ansprüchen 1, 2, 3 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in den radialen Rippen (21) der Isolierstoffplatte Bohrungen (22, 27) für die Befestigung'sschrauben (23, 28, 29) vorgesehen sind, von denen zwei (28, 29) gleichzeitig als Gleichstrom-Ausgangsklemmen dienen.5. Electric generator according to claims 1, 2, 3 and 4, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that in the radial ribs (21) of the insulating plate Bores (22, 27) are provided for the fastening screws (23, 28, 29), two of which (28, 29) serve as DC output terminals at the same time. 6. Elektrischer Generator nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4 und 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf der Isolierstoffplatte (11) eine segmentförmige Verstärkung (24) mit Bohrungen (25) ausgebildet ist, durch die die Ausgangsklemmen (26) für den Wechselstrom hindurchgeführt werden.6. Electric generator according to claims 1, 2, 3, 4 and 5, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that on the insulating plate (11) a segment-shaped reinforcement (24) is formed with bores (25) through which the Output terminals (26) for the alternating current are passed through.