DE2426229C3 - Selbsttragender Träger für die Aufnahme von elektronischen Bauelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen selbsttragenden Träger für die Aufnahme von elektronischen Bauelementen, der in allen Schnitten vertikal zu seiner Längsachse H-Form aufweist, bei dem mindestens eine der einander gegenüberliegenden Ebenen des Mittelstegs mit Halbleiterbauelementen bestückt ist und bei dem die Seitenwände in senkrechter Richtung zur Ebene des Mittelstegs über die auf dem Mittelsteg montierten Bauelemente hinausragen.

Ein derartiger Träger ist aus der US-PS 31 43 592 bekannt. In dieser Druckschrift ist ein durch eine Verdampfungskühlung gekühlter Träger für thermisch hochbelastete Halbleiterbauelemente beschrieben. Die Halbleiterbauelemente sind auf dem Mittelsteg montiert, wubei der Mittelsteg zwischen den Halbleiterbauelementen und den Seilenwänden /ur Führung des Kühlmittels rohrförmig aufgeweitet ist. Die /um Mittelsteg parallelen Kanten der Seilenwände sowie die Ansätze an den rohrförmigen Aufweitungen sind so gestaltet, daß mehrere solcher kühlkörpcrariigen Träger übereinander gestapeil werden können. Zur ΑϋιΓιαΠΓΓιϋ von Bauelementen lint geiii'igeiem Küinucdarf weisen die Seitenwände in Längsrichtung verlaufende, nach außen abstehende Montageflächen auf. Dieser kühlkörperartige Träger dient zur Aufnahme und Kühlung von hochbelasteten Halbleiterbauelementen, bietet jedoch keinen Schutz gegen mechanische Einwirkungen auf die Halbleiterbauelemente sowie eventuell angebrachte weitere Bauelemente.

Ein Träger für den modularen Aufbau eines Wechselrichters ist durch die Druckschrift GIA 6 019(370-5)Br der Firma BBC Mannheim »Umrichteranlagen für elektrische Antriebe«, Seite 15, bekannt. Moderne Wechselrichter werden in zunehmendem Maße modular aufgebaut, wobei alle elektronischen Bauelemente für eine Phase als Einzelphaseneinheit auf einem Träger untergebracht sind. Der aus der BBC Druckschrift bekannte Träger ist aus Vierkantrohren und einzelnen Platten aufgebaut. Eine zentrale Trägerplatte, die mit elektronischen Bauelementen bestückt ist, ist an allen vier Ecken mit Vierkantrohren verschen, die senkrecht zur Ebene der Trägerplatte verlaufen. Vertikalschnitte durch die Trägerplatte an ihren Enden zeigen daher Η-Form. Fin solcher Träger muß Siück für Stück aus Einzelteilen aufgebaut werden. Nur mit einem gewissen Aufwand ist die geforderte mechanische Stabilität erreichbar. Darüber hinaus weist der bekannte Träger in Form der zentralen Trägerplatte nur zwei Beslückungsebenen auf, nämlich die Vorder- und die Rückseite der erwähnten Trägerplatte.

Es bestellt die Aufgabe, einen Träger der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die für eine Ein/elphaseneinheii eines Wechselrichters notweruli-

gen Bauelemente raumsparend und fertigungsfreundlich unter Gewährleistung eines zuverlässigen Schutzes gegen äußere mechanische Einwirkungen angeordnet werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zum Mittelsieg annähernd parallelen Endflächen der Seitenwände als mit Befestigungsmitteln versehene Auflage für Abdeckplatten dienen, die den Träger in seiner Breite nicht überragen und daß für eine Einzelphaseneinheit eines Wechselrichters die eine Abdeckplane mit elektronischen Ansteuerbaugruppen für Thyristoren bestückt ist, daß die den Ansteuerbaugruppen zugewandte Seite des Mittelstegs mit Fhyristorsätzen und einem Diodensatz bestückt ist, wobei die Thyristorsätze Thyristoren und zugehörige Kühlkörper umfassen und der Diodensatz aus Dioden und Kühlkörpern besteht, daß die andere Seite des Mittelstegs mit den für die Thyristoren notwendigen Schutzbeschaltungselementen bestückt ist und daß die dem Mittelsteg zugewandte Fläche Jer zweiten Abdeckplatte mit den Kommuiierungsdrossein, der Strombegrenzungsdrossel und dem Kommutierungskondensator bestückt ist.

Die Nutzung der durch Mittelsteg sowie Abdeckplatten dargestellten Bestückungsebenen ermöglicht eine funktionsgerechte Anordnung der verschiedenen Bauelemente. Durch die H-förmige Gestaltung des Trägers und die beiden Abdeckplatten werden die im Innenraum des Trägers montierten elektronischen Bauelemente vor Beschädigung oder Zerstörung durch mechanische Einwirkungen bei Lagerung oder Transport der Moduln weitgehend geschützt. Eine solche als Modul für einen Wechselrichter dienende Einzelphaseneinheit kann nach ihrer Fertigstellung allen notwendigen Prüfverfahren unterzogen und anschließend gelagert werden. Erst am Einsat/ort wird der Wechselrichter dann aus diesen Moduin aufgebaut. Durch das Aufsetzen der Abdeckplatten auf den Träger entstehen zwei kanalartige Hohlräume, die im Einsatz durch Kaminwirkung eine besonders wirksame Belüftung und Kühlung der in den inneren Bestückungsraumen untergebrachten Bauelemente sicherstellen.

Die Abdeckplatten sind vorzugsweise durch Scharniere, deren Achsen parallel zur Ebene des Miltelstegs und zu den Seitenwänden verlaufen, an einer Seitenwand und durch Befestigungsmittel an der anderen Seitenwand befestigt. Diese türähnliche Art der Anbringung ermöglicht einen leichten Zugang zu den auf dem Mitte.'steg und an der Innenwand der Abdeckplalten montierten Bauelementen für Prüf- und Wartungsarbeiten.

Vorteilhaft ist es, den Miltelsteg mit Durchbrüchen zu versehen, durch die die Anschlußschienen von auf dem Mittelsteg befestigten Thyristoren und Dioden, deren Kühlkörper zur Stromleitung dienen, in den ihyristorfreien Bcstückungsraum des Trägers hindurchzuführen und mit Stromschienen zu verbinden sind. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die schaltungsgemäße Verbindung der Thyristoren und Dioden durch Stromschienen in den Raum zwischen der durch diese Halbleiterbauelemente nicht belegten fläche des Miuclstegs und der hinleren Abdeckplatte zu verlegen. Dadurch wird ein übersichtlicherer Schaltiingsaufbau und eine erleichterte Montage erreicht.

Weiterhin kann der Miltelsteg Verankerungsmöglichkeiteii für Thyristorsätze und Durchbri'ichc für die Durchführung der zu den elektrisch leitenden Kühlkörpern führenden Anschhißschiunun von luftgekühlten Thyristorsätzen aufweisen, wobei ein Thyristorsatz zwei als Scheibenthyristoren ausgeführte Thyristoren enthält, die zwischen den Kühlkörpern eingespannt sind und die Kühlkörperpaare so nebeneinander angeordnet sind, daß die die Frontflächen der Kühlkörper durchstoßenden Rotationssymmetrieachsen eines Thy ristorpaares im wesentlichen parallel liegen und jeweils zwischen zwei Kühlkörpern eines Kühlkörperpaares ein Scheibenthyristor mit seinen Kontaktflächen im wesentlichen parallel zur Frontfläche des Kühlkörperpaares eingespannt ist und wobei die Kühlkörper von der Frontfläche her gesehen die Form eines gleichschenkligen, rechtwinkligen Dreiecks aufweisen und bei gemeinsamer Einspannung von zwei mit Scheibenthyristoren versehenen Kühlkörperpaaren quaderförmige Thyristorsätze mit im wesentlichen quadratischer Frontfläche entstehen. Durch Einsatz solcher kompakter Thyristorsätze wird die Bestückung des Trägers erheblich vereinfacht

Es ist vorteilhaft, wenn der Träger aus isolierendem Kunsisioff besteht. Damit werden zum einen fertigungstechnische Vorteile erreicht — der Träger kann beispielsweise im Spritzgußverfahren in einem Stück geformt werden —, zum anderen wird eine leichtere Nachbearbeitung für die Montage der elektronischen Bauelemente ermöglicht. Darüber hinaus ist, gegenüber Metall als Werkstoff, die Kurzschlußgefahr verringert. Aus Gründen der Gewichtsersparnis, einer erhöhten mechanischen Festigkeit sowie einer besseren Belüftung und Kühlung des Trägers können die Seitenwände von offenen Hohlräumen durchzogen sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Fig. 1 bis 5 dargestellt sind. Dabei zeigt

Fig. 1 die Auflösung des Schaltbildes einer zwangskommutierten Wechselrichteranlage in drei Phasenbausteine, die den drei Drehstromphasen zuzuordnen sind,

F i g. 2 das 1. Ausführungsbeispiel im Schrägriß, wobei die vordere und die rückwärtige Abdeckplatte aus Gründen der Vereinfachung weggelassen wurde,

Fig. 3 den Grundriß des Trägers mit elektronischen Bauelementen,

Fig.4 schließlich das 2. Ausführungsbeispiel im Schrägriß, wobei anstelle der Abdeckplatte Verbindungsbügel zwischen zwei einander gegenüberliegende Seitenwände zur Aufnahme von gedruckten Schaltungen gezeichnet wurden und

F i g. 5 einen vereinfachten Ausschnitt des Mitlelstegs im thyristorfreien Bestückungsraum mit den durchgeführten Anschlüssen der Thyristoren sowie der Dioden und deren Verbindung gemäß dem in F i g. 1 angegebenen Schaltbild.

In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in F i g. 1 gezeigte Wechselrichterschaltung wurde der DE-PS 12 46 861 entnommen. Durch Umzeichnung wurden die drei, jeweils für die Erzeugung einer Einzelphase benötigten Phasenbausteine deutlicher herausgearbeitet und mit I₁ II und III bezeichnet. Die drei Phasenbausteine sind parallel geschaltet und stehen über die Klemmen 2 und 3 mit einer Gleichstromquelle in Verbindung. Im Falle eines Pulsunirichters liegen die Klemmen 2 und 3 am Ausgang des Gleichstromzwischenkreises, und die Klemme an der Drehstromphase R(S, T) bildet den Drehstromuusgang über den im gewählten Beispiel ein Drehstrommotor 1 betrieben wird. Die drei Phasenbausteine sind gleich aufgebaut, so daß zu ihrer Charakterisierung die

Beschreibung des Phasenbausteins I genügt. Bei dem Phaiienbaustein I sind die Thyristoren 6a, Ta als Haupithyristoren über die Kommutierungsdrosseln 10a, 11a mit dem Gleichstromkreis verbunden. Parallel dazu liegen die Dioden 4a und 5a als Freilaufdioden. Von der Verbindung der Anode der Diode 4a mit der Kathode der Diode 5a erfolgt der Abgriff der Drehstromphase R. Die Einrichtung zur Zwangskommutierung besteht aus den beiden Thyristoren 8a, 9a. Der Thyristor 8a liegt in Serie mit dem Kommutierungskondensator 13a und einer Strombegrenzungsdrossel 12a parallel zum Thyristor 6a. Entsprechend ist der Thyristor 9a über eine Serienschaltung des gleichen Kommutierungskondensa lors 13a und der gleichen Strombegrenzungsdrossel VIa parallel zum Thyristor 7a geschaltet. Die Slrombegrenzungsdrossel 12a dient zur Begrenzung der Stromänderungsgeschwindigkeit in den Thyristoren 6a, 7a.

Die Phasenbausteine II und III sind übereinstimmend aufgebaut. Um die Zugehörigkeit gleicher elektronischer Bauelemente zum Phasenbaustein II und 111 zu kennzeichnen, wurde zu den Bezugszeichen 4 bis 13 anstelle des Buchstabens a beim Phasenbaustein I für den Phasenbaustein Il der Buchstabe b und für den Phasenbaustein III der Buchstabe cgesetzt.

Die Unterbringung aller für einen Phasenbaustein benötigten elektronischen Bauelemente kann in funktioneller Form auf einem erfindungsgemäßen Träger erfolgen. Durch einfache Zusammenschaltung solcher vorgefertigter Baueinheiten kann in kürzester Zeit ein Wechselrichter aufgebaut werden.

Der gezeigte Träger wird in einem Stück aus isolierendem Kunststoff nach einem für dieses Materia! üblichen Formungsverfahren hergestellt. So kann er z. B. im Spritzgußverfahren produziert werden oder, um besonders hohe Festigkeiten bei geringem Gewicht zu erreichen, mit Glasfasermaterial verstärkt werden.

Der Träger kann auch aus Metall gefertigt werden, wobei dann für eine sachgemäße Isolation der Befestigung der elektronischen Bauelemente und der Durchführung ihrer Anschlüsse durch den Mittelsteg 14 Sorge zu tragen ist.

Bei dem in F i g. 2 im Schrägriß dargestellten Träger werden durch 14 der Mittelsteg und durch 15 die beiden zum Mittelsteg senkrechten Seitenwände bezeichnet. Die Seitenwände stehen in Richtung senkrecht zu der durch den Mittelsteg aufgespannten Ebene über alle auf dem Mittelsteg montierten Bauelemente hinaus. Dadurch entstehen zwei von mindestens drei Seiten her gegen mechanische Einwirkungen geschützte Montagemechanische Festigkeiten zu erreichen, sind die Seiteriwände von Hohlräumen 16 durchzogen, die im Ausführungsbeispiel parallel zur Schnittkante von Seitenwand 15 und Mittelsteg 14 verlaufen. Dies stellt bei gängigen Kunststoffverarbeilungsverfahren keine zusätzliche Fertigungsschwierigkeit dar. Die durch diese Hohlräume 16 hindurchströmende Luft verhindert eine übermäßige Erwärmung des Trägermaterials durch die im Betrieb sich stark aufheizenden Thyristoren 6a, 7a, 8a 9a und Dioden 4a, 5a.

Die zum Mitlelsteg im wesentlichen parallelen Endflächen 17 der Seitenwände 15 sind mit Befestigungsmitteln 18 versehen, die im Ausführungsbeispiel Gewindebohrungen sind, um Abdeckpiatten 19 und 20 durch Schraubbefestigung anzubringen. Die Abdeckplatten stehen beiderseits nicht über die Seitenwände 15 des Trägers hinaus, um die notwendige Kompaktheit zu erhalten.

F i g. 3 zeigt die Anbringung dieser Abdeckplatten 19, 20 an einer Seitenwand durch Scharniere 21. Dies eröffnet die Möglichkeit durch einfaches Aufklappen der Abdeckplalten Zugang zum Innern des Trägers und den darin enthaltenen Bauelementen zu gewinnen. Auch die an der dem Mittelsteg zugewandten Fläche der Abdeckplatten montierten elektronischen Ansleuerbaugruppen 22 — dies ist in den Abbildungen nicht

ίο dargestellt — können so leicht erreicht v/erden. Außer der erwähnten Scharnieranbringung können je zwei Scharniere auch an den Enden von zwei einander gegenüberliegenden Seitenfläehen befestigt werden, so daß die Abdeckplatten um eine zu den Seitenwänden vertikale Achse klappbar sind.

In F i g. 3 sind auf der Außenseite der Abdeckplatte 19 gedruckte Schaltungen, die die Bauelemente der Ansteuerbaugruppen 22 für die auf dem Mittelsteg montierten Thyristorsätze 23, 40 enthalten, über Abstandshalter befestigt. Aufgabe der Ansteuerbaugruppen ist es, Zündimpulse auf die Thyristoren zu übertragen. Hierfür sind Impulsüberirager und im allgemeinen Impulsverstärker erforderlich.

Diese Ansteuerbaugruppen können auch auf der dem Mittelsteg zugewandten Seite der Abdeckplatte 19 befestigt sein, wobei ein besserer Schutz gegen Beschädigung durch mechanische Einwirkungen erreicht wird. Allerdings muß in diesem Fall die einseitig durch Scharniere 21 geführte Abdeckplatte 19 an der anderen Seite einseitig vom Träger gelöst werden, um die Ansteuerbaugruppen 22 zu erreichen.

Sind die Ansleuerbaugruppen 22, wie dies Fig.4 zeigt, auf der Innenseite von Bügeln als Mittelstege 24 angebracht, die zwei einander gegenüberliegende Seitenwände verbinden, so sind sie unmittelbar zugänglich. Die Bügel können, wie dies in F i g. 4 angedeutet ist, mit Halterungen versehen sein, die im Ausführungsbeispiel als Steckverbinder 37 gestaltet sind. Damit können als gedruckte Schaltungen ausgeführte Ansteuerbaugruppen 22 gehaltert werden, wodurch deren bequeme Austauschbarkeit gewährleistet ist. Anstelle der gedruckten Schaltungen können auf diesen Bügeln auch schwere Bauelemente, z. B. die Kommutierungsdrosseln 10a. 11a. mit entsprechend solider Halterung befestigt werden.

Die im Ausführungsbeispiel auf dem Mittelsteg befestigten Thyristorsätze 23 und 40 bestehen jeweils aus zwei Paaren dreieckförmiger Kühlkörper 26, wobei sich zwischen je einem Paar die als Scheibenthyristoren ausgeführten Thyristoren 6a, 7a, 8a, 9a befinden. Zwei Paare solcher im Schnitt gleichschenklig rechtwinklige Dreiecksgestalt aufweisender Kühlkörper werden so kombiniert, daß Hypothenuse an Hypothenuse nur durch einen elektrisch isolierenden Luftspalt getrennt zu liegen kommt. In diesem Luftspalt liegt parallel zur Rotationssymmetrieachse der Scheibenthyristoren ein Bolzen 27, der die für die gemeinsame Verspannung je zweier Kühlkörperpaare notwendigen Kräfte aufnimmt. Der Bolzen ist mit einem Schraubgewinde versehen. Die gemeinsame Verspannung erfolgt in der Weise, daß senkrecht zum Bolzen 27 an der Rückseite beider Kühlkörperpaare eine gemeinsame Isolierstoffplatte liegt, an der Vorderseite aber jede Kühlkörperfrontfläche mit einem Isolierstoffteil abgedeckt ist und die einander gegenüberliegenden Isolierstoffplatten über ein Federelemenl 28 und zwei Muttern 29, 30 verschraubt werden. Aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit wurden in Fig.2 und 3 die Isolier-

stoffteile nicht gezeichnet. Die Thyristorsätze weisen die Form quadratischer Blöcke auf; dies gestattet einen besonders raumökonomischen Einsatz.

Für die als Freilaufdioden eingesetzten Dioden 4a, 5a in Fig. 1 werden im Ausführungsbeispiel in Fig. 3 Scheibendioden in einem Diodensatz 50 verwendet, der ebenso aufgebaut und montieri ist wie die oben beschriebenen Thyristorsätze.

Die Kühlkörper übernehmen neben ihrer Kühlfunktion auch die Leitung des elektrischen Stromes. Sie besitzen gegenüber den Wandungen, die den Kontakt zu den Thyristoren 6a, 7a, 8a, 9a und den Dioden 4a, 5a herstellen, Anschlußschienen 31 und Anschlußstücke 32, die elektrisch leitfähig sind und von den Kühlrippen senkrecht abstehen. Beim Aufbringen der Thyristorsätze 23,40 und des Diodensatzes 50 auf den Mittelsteg des Trägers werden die Anschlußschienen 31 durch Durchbrüche 33 im Mittelsteg hindurchgeführt. Die die Verspannung der Thyristoren 6a, 7a, 8a, 9a und Dioden 4a, 5a bewirkenden Bolzen 27 sind so dimensioniert, daß sie einseitig über die Mutter 30 so weit hinausragen, daß durch die Mutter 34 und die Unterlegscheibe 35 eine Verschraubung auf dem Mittelsteg ermöglicht wird. Darüber hinaus werden die dem Mittelsteg 14 benachbarten Kühlkörper durch Schrauben 44 und Distanzscheiben 45 mit dem Mittelsteg verbunden.

Anstelle des oben .beschriebenen Thyristorsatzes 23, 40 kann auch ein anderer Thyristorsatz eingesetzt werden, der anstelle von Scheibenthyristoren Schraubthyristoren enthält. Er ist aus dem DE-GM 72 39 821 bekannt. Auch hier dient der Kühlkörper als Stromleiter. Anoden- und Kathodenanschlüsse sind ebenfalls auf die Rückseite des Thyristorsatzes verlegt und können, ebenso wie oben beschrieben, durch die Durchbrüche 33 mit Mittelsteg isoliert hindurchgeführt werden.

Die von den rückwärtigen Kühlkörperpaaren abstehenden Anschlußschienen 31 ragen in den thyristorfreien Bestückungsraum des Trägers hinein. Ihre in den Durchbrüchen befindlichen Teile fixieren die Thyristorsätze 23,40 und den Diodensatz 50 verdrehungssicher in ihre Lage und bewirken, daß die beim Einschrauben auftretenden Torsionskräfte durch das Trägermaterial aufgenommen werden. An den dem Mittelsteg abgewandten Anschlußstücken 32 der Thyristorsätze 23, 40 und des Diodensatzes 50 werden winklige Stromschienen als Anschlußschienen 36 befestigt und isoliert von den Kühlkörpern ebenfalls durch den Mittelsteg des Trägers nach hinten geführt. Damit stehen im hinteren Bestückungsraum des Trägers sowohl Anoden- als auch Kathodenanschlüsse der Thyristoren 6a, 7a, 8a, 9a und der Dioden 4a, 5a für Beschaltungsmaßnahmen zur Verfügung. Die im Rahmen des Schaltungsaufbaus notwendigen Verbindungen der Anschlußschienen können dort übersichtlich und montagefreundlich vorgenommen werden.

Dies soll am Beispiel des Phasenbausteins I der F i g. 1 erläutert werden. Zweckmäßigerweise sind die beiden Scheibenthyrisloren eines Thyristorsatzes antiparallel angeordnet, so daß z. B. die durch den Mittelsteg hindurchragenden Anschlußschienen 31 des Thyristorsatzes 23 mit der Kathode des Thyristors 6a und der Anode des Thyristors 7a verbunden sind. Die im thyristorfreien Bestückungsraum endenden Anschlußschienen 36 stellen den Anodenanschluß des Thyristors 6a und den Kathodenanschluß des Thyristors 7a dar. Dies gilt analog für den Thyristorsatz 40. Damit entsteht eine rückwärtige Anschlußanordnung, wie sie der in Fig.5 wiedergegebene vereinfachte Ausschnitt des Mittelstegs 14 des Trägers aus der Richtung X(Fig.3) betrachtet zeigt. Die Trägerplatte 43 ist in dieser Ansicht entfernt. Die Ziffer A 6a bezeichnet dabei beispielsweise den Anodenanschluß des Thyristors 6a; die Ziffer K Sa bezeichnet den Kathodenanschluß des Thyristors 8a. Um das Schaltbild in Fi g. 1 zu realisieren, wird der Anodenanschluß A 6a durch eine Stromschiene mit dem Anodenschluß A 8a verbunden. Unter weiterer analoger Anwendung dieser Bezifferung erfolgt die Verbindung des Kathodenanschlusses K 7a mit dem Kathodenanschluß K 9a, sowie K 6a mit A 7a, K Sa mit Λ 9a. K 6a wird über den Kommutierungskondensator 13a und die Strombegrenzungsdrossel 12a mit K Sa verbunden. Die Kommutierungsdrossel 10a liegt an A 6a, die Kommutierungsdrossel 11 a an K 7 a. A Ta wird an die Verbindung der Anode der Diode 4a mit der Kathode der Diode 5a herangeführt. Nach Verbindung der bislang unbelegten Kontakte der Kommutierungsdrosseln 10a, 11a mit der Kathode der Diode 4a, bzw. der Anode der Diode 5a erfolgt die Einspeisung des Gleichstroms von den Klemmen 2 und 3 von oben in den Träger an die Anschlüsse K 4a und A 5a. Die Abführung der erzeugten Drehstromphase R erfolgt am unteren Ende des Trägers vom Kontakt K 5a nach unten. Damit sind Gleichstromzuführung und Drehstromabführung an die einander gegenüberliegenden Enden des Trägers verlegt. F i g. 5 läßt erkennen, in welch einfacher zweckdienlicher Form die Verbindung der durch die Anschlußschienen 31, 36 in den thyristorfreien Bestükkungsraum hineingeführten Anoden- und Kathodenanschlüsse der Thyristoren und Dioden möglich ist. Die eben erläuterte Verbindung der Anschlußschienen wurde in F i g. 3 nicht eingezeichnet, um nicht durch eine Anhäufung von Details die Übersichtlichkeit zu gefährden.

Wie F i g. 3 zeigt, wirken die durch den Mittelsteg 14 hindurchgeführten Anschlußschienen 36 im thyristorfreien Bestückungsraum gleichzeitig als Stützelemente für die Trägerplatte 43. Sie dient zur Aufnahme der den einzelnen Thyristoren zugeordneten Schutzbeschaltungselemente 38. Jedem Thyristor ist über eine Diode eine RC-Kombination parallelgeschaltet.

In den beiden durch Mittelsteg 14, Seitenwände 15 und Abdeckplatten 19 und 20 gebildeten Kanälen, in denen sich ein Großteil der elektronischen Bauelemente des Phasenbausteins befindet, wird durch die auftretende Kaminwirkung eine sehr effektive Kühlung erreicht. Darüber hinaus können die Öffnungen der Kanäle leicht mit einer Zwangsbelüftungsanlage verbunden werden.

Die den hinteren Bestückungsraum abschließende Abdeckplatte 20 trägt die Kommutierungsdrosseln 10a, lla, die Strombegrenzungsdrossel 12a sowie den Kommutierungskondensator 13a. ]e nach Platzbedarf können diese Bauelemente entweder auf der dem Mittelsteg zugewandten oder der abgewandten Seite der Abdeckplatte angebracht werden. Die zum Aufbau eines Wechselrichters benötigten drei einzelnen Phasenbausteine der eben beschriebenen Art können nebeneinander in einem gemeinsamen Schaltschrank angeordnet werden.

Zusammenfassend sei betont, daß der beschriebene Träger eine stabile, leicht zu fertigende Baueinheit für den modularen Aufbau moderner Wechselrichter darstellt. Durch seine Formgebung wird eine leicht zugängliche, funktionsgerechte Anordnung aller benötigten elektronischen Bauelemente erreicht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 909 643/186

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Selbsttragender Träger für die Aufnahme von elektronischen Bauelementen, der in allen Schnitten vertikal zu seiner Längsachse Η-Form aufweist, bei dem mindestens eine der einander gegenüberliegenden Ebenen des Mittelstegs mit Halbleiterbauelementen bestückt ist und bei dem die Seitenwände in senkrechter Richtung zur Ebene des Miuel&iegs über die auf dem Mittelsteg montierten Bauelernente hinausragen, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Mittelsteg (14) annähernd parallelen Endflächen (17) der Seitenwände (15) als mit Befestigungsmitteln (18) versehene Auflage für Abdeckpiatten (19, 20) dienen, die den Träger in seiner Breite nicht überragen und daß für eine Einzelphaseneinheit eines Wechselrichters die eine Abdeckplane (19) mit elektronischen Ansteuerbaugruppen (22) für Thyristoren (6a, 7 a, 8a, 9a) bestückt ist, daß die den Ansteuerbaugruppen (22) zugewandte Seile des Miltelsiegs (14) mit Thyristorsätzen (23, 40) und einem Diodensatz (50) bestückt ist, wobei die Thyristorsätze (23, 40) Thyristoren (6a, 7a, 8a, 9a) und zugehörige Kühlkörper (26) umfassen und der Diodensatz aus Dioden (4a, 5a) und Kühlkörpern (26) besteht, daß die andere Seite des Mittelstegs (14) mit den für die Thyristoren (6a, 7a, 8a, 9a) notwendigen Schutzbesehaltungselementen (38) bestückt ist und daß die dem Mittelsteg (14) zugewandte Fläche der zweiten Abdeckplatte (20) mit den Kommutierungsdrosseln (10a, lla,), der Strombegrenzungsdrossel (12a,) und dem Kommuticrungskondensator (HaJ¹ bestückt ist.

2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatten (19, 20) durch Scharniere (21), deren Achsen parallel zur F.benedes Mittelstegs und /u den Seiienwa'nden (15) verlaufen, an einer Seitenwand und durch Befestigungsmittel (18) an der anderen Seitenwand befestigt sind.

3. Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelstcg (14) mit Durchbrüchen (33) versehen ist, durch die die Anschlußschienen (31, 36) von auf dem Mittelsteg (24) befestigten Thyristoren (6a, 7a, 8a, 9a) und Dioden (4a, 5a/ deren Kühlkörper (26) zur Stromleitung dienen, in den thyristorfreien Bestückungsraum des Trägers hindurchzufiihren und mit Stromschienen zu verbinden sind.

4. Träger nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelsteg (14) Verankerungsmöglichkeiten für Thyristorsätze (23, 40) und Durchbrüche (33) für die Durchführung der zu den elektrisch leitenden Kühlkörpern führenden Anschlußschienen (31, 36) von luftgekühlten Thyristorsätzen aufweist, wobei ein Thyristorsatz (23 oder 40) zwei als Scheibenthyristoren ausgeführte Thyristoren (6a, 7a; 8a, 9a,) enthält, die zwischen den Kühlkörpern (26) eingespannt sind und die Kühlkörperpaare so nebeneinander angeordnet sind, daß die die Frontflächen der Kühlkörper (26) durchstoßenden Rotalionssymmetrieaehsen eines Thyristorpaares (6a, 7a; 8a, 9a,) im wesentlichen parallel liegen und jeweils zwischen zwei Kühlkörpern (26) eines Kiihlkörperpaares ein Scheibenthyristor mit seinen Kontaktflächen im wesentlichen parallel zur Frontfluche des Kühlkörperpaares eingespannt ist und wobei die Kühlkörper (26) von der Frontfliichc her gesehen die Form eines gleichschenkligen, rechtwinkligen Dreiecks aufweisen und bei gemeinsamei Einspannung von zwei mit Scheibenthyristoren versehenen Kühlkörperpaaren quaderförmige ThyristorSätze (23, 40) mit im wesentlichen quadratischer Frontfläche entstehen.

5. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er aus isolierendem Kunststoff besteht.

6. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (15) von offenen Hohlräumen (16) durchzogen sind.