DE2516505B2 - Kapselung für umlaufende elektronische Bauelemente - Google Patents
Kapselung für umlaufende elektronische BauelementeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kapselung für zum Erreger- oder Steuerstromkreis einer elektrischen
Maschine gehörende Thyristoren, Dioden od. dgl. elektronischen Bauelemente, die hohlringförmig an
einem rotierenden Bauteil der elektrischen Maschine angeordnet ist und aus einem oder mehreren druckfest
verschließbaren Gehäusen besteht, wobei im Fall des mehrteiligen Gehäuses mehrere ringsegmentförmige
Gehäuse im Inneren eines konzentrisch zur Maschinenwelle angeordneten Tragringes befestigt sind.
Er ist bereits für Magnetkupplungen durch die DE-AS 10 09 279 eine Lagerung von Gleichrichterelementen in
einem hohlringartigen Gehäuse bekannt geworden, bei der dieses Gehäuse zwecks besserer Kühlung der
Gleichrichter konzipiert war und zu dem Zweck mit Kühlrippen versehen ist. Merkmale für eine explosionsgeschützte
Anordnung sind nicht vorhanden und es handelt sich auch um Trockengleichrichter älterer
Bauart, die relativ unempfindlich gegen Fliehkräfte sind.
In der DD-PS 53 176 ist eine Anordnung beschrieben,
bei der jedoch die elektronischen Bauelemente in strahlenförmig um die Maschinenwelle oder eine Nabe
allgemein herum angeordneten etwa rechteckigen Gehäusen angeordnet sind, die in Richtung der Wellenoder
Nabenachse aufgrund der vorliegenden Raumverhältnisse relativ lang ausgebildet sind, wodurch sich die
axiale Baulänge der elektrischen Maschine unnötig vergrößert. Diese Gehäuse sind relativ leicht gebaut, da
die gegen die Zentrifugalkraft noch von gesonderten Trägerscheiben gehalten sind und auch nur die Aufgabe
vorliegt, die elektronischen Bauelemente staubsicher und mechanisch geschützt zu lagern.
Demgegenüber besteht nun die Aufgabe, eine Anordnung der eingangs genannten Art in explosions-
und schlagwettergeschützter Ausführung auszubilden, durch die die äußeren Abmessungen der Maschine nicht
vergrößert werden, zu deren Herstellung und Montage nur geringer Aufwand erforderlich ist und die zusätzlich
noch dazu dient, die elektronischen Bauelemente vor den Einwirkungen der Zentrifugalkraft zu schützen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in zwei Lösungswegen durch die im kennzeichnenden Teil der
Ansprüche 1 oder 2 enthaltenen Merkmale gelöst. In den Unteransprüchen sind einzelne Ausgestaltungen
der Erfindung näher angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 die Draufsicht auf die geöffnete, für sämtliche elektronischen Bauelemente gemeinsame Kapselung
und
Fig.2 die Draufsicht auf die geöffnete, aus zwei
Einzelgehäusen bestehende Kapselung.
Im nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein über Stromrichter gespeister Synchronmotor,
der zum Antrieb von Maschinen beliebiger Art in einer explosionsgefährdeten Umgebung eingesetzt ist, beschrieben.
Selbstverständlich ist die Erfindung auch, für Motoren und Generatoren anderer Art entsprechend
anwendbar.
Die in der F i g. 1 dargestellte Kapselung nimmt sämtliche für den Synchronmotor benötigten und mit
dessen Läufer umlaufenden elektronischen Bauelemente sowie deren Beschaltungselemente gemeinschaftlich
auf. Das Kapselgehäuse ist als Hohlring mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet und umgibt konzentrisch die
Läuferwelle 1. Die beiden Außenschenkel des U-förmigen Querschnittes werden durch den Außenring 2 und
den Innenring 15 der Kapselung gebildet, während der Kapselboden 16 durch den Mittelschenke! gebildet wird.
Der so beschaffene HohJring wird miltels eines nichi dargestellten, kreisringförmigen, aufschraubbaren Dekkels
zünddurchschlagsicher verschlossen. Die Kapselung besteht vorzugsweise aus Stahl- oder Aluminiumguß.
Sie ist entweder direkt auf der Läuferwelle 1 oder am Läuferblechpaket befestigt.
Innerhalb der Kapselung, vorzugsweise an deren Außenring 2 flach anliegend, sind die beiden Tr igplatten
3 und 4 angeordnet Die Tragplatten sind üurch die zwischengelegte Isolierschicht 10 gegenüber der Kapselung
isoliert und führen unterschiedliches Potential. Auf den beiden Tragplatten sind die elektronischen Bauelemente,
beispielsweise die Dioden 5 und der Thyristor 8, befestigt, indem ihre Fußteile elektrisch leitend mit den
Tragplatten verschraubt sind. Die Dioden- bzw. Thyristorausgänge sind als Durchführungen 8 ausgebildet,
die den Kapselboden 16 durchdringen. Infolge der Formgebung und Anordnung der Tragplatten 3 und 4
ergibt sich eine besonders günstige Einbaulage für die elektronischen Bauelemente, da deren Längsachse
radial zur Welle I angeordnet werden kann. In dieser Lage werden die elektronischen Bauelemente durch die
auftretende Fliehkraftwirkung am wenigsten beansprucht.
Zwischen den beiden Tragplatten 3 und 4 befinden sich am Außenring 2 der Kapselung die Beschaltungselemente
7. Dies sind beispielsweise elektrische und elektronische Bauelemente zur Dämpfung der an den
Gleichrichtern entstehenden Spannungsspitzen und Schaltelemente zum Ansteuern der Thyristoren.
Die Anordnung eines für sämtliche elektronischen Bauelemente gemeinsamen explosionsgeschützten
Kapselgehäuses bringt den Vorteil mit sich, daß normale Bauelemente in nicht geschützter Ausführungsform
Verwendung finden können. Durch deren Anordnung auf den beiden, potentialführenden Tragplatten wird der
erforderliche Aufwand für die Stromverteilung und Isolation erheblich verringert und die Montage
beträchtlich vereinfacht
In der Fig. 2 ist eine andere Ausbildungsform der Kapselung dargestellt. Anstelle des einteiligen Kapselgehäuses
sind zwei Einzelgehäuse 17 und 18 vorgesehen, welche im Inneren eines Tragringes 12 angeordnet sind.
Die beiden Gehäuse 17 und 18 sind als kreissegmentför-
mige Kapselungen ausgebildet, besitzen einen U-förmigen
Querschnitt und sind jedes für sich, mittels eines aufschraubbaren Deckels zünddurchschlagsicher verschließbar.
Beide Gehäuse führen unterschiedliches Potential und sind durch die Isolationsschicht 20 gegen
den Tragring 12 isoliert Sie sind entweder am Blechpaket 13 oder an der Welle 1 befestigt. Innerhalb
dieser Gehäuse sind ungeschützte elekironische Bauelemente
so angeordnet, daß ihre Längsachse radial zur Welle 1 verläuft Die Gehäuse 17 und 18 sind mittels der
Schrauben 14 am Tragring 12 befestigt Dadurch sind die beiden Gehäuse zueinander fixiert Der Tragring
dient außerdem dazu, die auf die Gehäuse einwirkende Zentrifugalkraft aufzunehmen.
In vorteilhafter Weise sind an den Böden und/oder Deckeln der Gehäuse 17 und 18 axial vorspringende
Kühlrippen 11 angeordnet, die in Maschinenachsrichtung über die Breite der Gehäuse bzw. des Tragringes
hinausragen und beim Betrieb der Maschine eine Ventilationswirkung zur Folge haben. Da die in den
Kapselungen befestigten elektronischen Bauelemente direkten Wärmekontakt zu denjenigen Bauteilen haben,
auf denen sie befestigt sind, ist bei den Gehäusen 17 und
18 eine erheblich bessere Wärmeabfuhr als in einer Kapselung entsprechend der F i g. 1 gegeben.
Wie auj der Fig. 2 ersichtlich, sind auch die jeder
Gruppe von elektronischen Bauelementen zugehörigen Beschaltungselemente 7 innerhalb des entsprechenden
Gehäuses 17 oder 18 untergebracht. Im Gegensatz zur in der F i g. 1 gezeigten Ausführung sind die Thyristoren
9 als Scheibenthyristoren ausgebildet. Eine Stirnseite dieser Thyristoren ist in vorteilhafter Weise direkt
leitend auf das potentialführende Gehäuse aufgesetzt. Die Verwendung solcher Scheibenthyristoren bringt
den Vorteil mit sich, daß gleichartige Thyristoren sowohl im Gehäuse 17 als auch im Gehäuse 18
eingesetzt werden können, da jeweils eine Stirnseite des Thyristors direkt mit dem jeweiligen Potential des
Gehäuses verbunden werden kann. Gleiches gilt für in Scheibenbauart ausgebildete Gleichrichter. Zur Vereinfachung
der notwendigen Bauteile sind die Durchführungen 8 gleichzeitig als Anschlußpunkte für die Seile
der Dioden bzw. Thyristoren ausgebildet.
Beide gezeigten Ausführungsformen für cxplosionssichere
Kapselungen können in vorteilhafter Weise als Nabe für ein ebenfalls auf der Läuferwelle 1
angeordnetes, als Erregermaschine dienendes Blechpaket ausgebildet sein. Diese Bauweise bringt eine axiale
Verkürzung der Synchronmaschine mit sich.
Bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten explosionssicheren Kapselung für die elektronischen
Bauteile einer elektrischen Maschine etasteht der Vorteil, daß das Volumen der Maschine — gegenüber
der ungeschützten Ausführung — nicht vergrößert wird, da die Kapselung an einer Stelle angeordnet ist, die
ohnehin anderweitig nicht nutzbar ist. Durch Verwendung elektronischer Bauelemente normal gebräuchlicher
Ausführung und einfacher, leicht zu montierender mechanischer Bauteile für die Kapselung bleibt der
benötigte Aufwand relativ gering. Eine sichere und ausreichende Wärmeabfuhr von den elektronischen
Bauelementen ist it. jedem Fall gewährleistet und wird noch durch Anordnu'ig von Kühlrippen verbessert.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Kapselung für zum Erreger- oder Steuerstromkreis einer elektrischen Maschine gehörenden
Thyristoren, Dioden od. dgl. elektronischen Bauelemente,
die hohlringförmig an einem rotierenden Bauteil der elektrischen Maschine angeordnet ist
und aus einem oder mehreren druckfest verschließbaren Gehäusen besteht, wobei im Fall des
mehrteiligen Gehäuses mehrere ringsegmentförmi- ι ο ge Gehäuse im Inneren eines konzentrisch zur
Maschinenwelle angeordneten Tragringes befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Erzielung einer explosions- und schlagwettergeschützten Kapselung das Gehäuse als einstückiger, H
die Welle (1) konzentrisch umgebender und mittels eines kreisringförmigen Deckels zünddurci\schlagsicher
verschließbarer Hohlring mit axial offenem U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist, dessen
radial außenJiegender Schenkel (2) an seiner .>»
Innenseite unter Zwischenlage einer Isolierschicht
(10) mindestens zwei unterschiedliches elektrisches Potential führende Tragplatten (3, 4) trägt, in denen
die Fußteile der elektronischen Bauelemente (5, 6) elektrisch leitend befestigt sind, und daß die >">
Durchführungen (8) der elektronischen Bauelemente (5, 7,9) zünddurchschlagsicher durch eine Wandung
des Gehäuses (2,15,16) ausgebildet sind.
2. Kapselung für zum Erreger- oder Steuerstromkreis einer elektrischen Maschine gehörenden «>
Thyristoren, Dioden od. dgl. elektronischen Bauelemente, die hohlringförmig an einem rotierenden
Bauteil der elektrischen Maschine angeordnet ist und aus einem oder mehreren druckfest verschließbaren
Gehäusen besteht, wobei im Fall des ιί mehrteiligen Gehäuses mehrere ringsegmentförmige
Gehäuse im Inneren eines konzentrisch zur Maschinenwelle angeordneten Tragringes befestigt
sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer explosions- und schlagwettergeöchützten Kap- «
seiung die mindestens zwei Gehäuse (17,18) einen in axialer Richtung offenen U-förmigen Querschnitt
besitzen und jeweils mittels eines kreisringsegmentförmigen Deckels zünddurchschlagsicher verschließbar
sind, daß die einzelnen Gehäuse (17, 18) v> sowohl gegeneinander als auch gegen den Tragring
elektrisch isoliert sind, daß die elektronischen Bauelemente (5, 7,9) mit ihren Fußteilen in der dem
Tragring (12) zugewandten Wandung eines jeden Gehäuses (17, 18) elektrisch leitend befestigt sind «
und die Durchführungen (8) der elektronischen Bauelemente (5, 7, 9) zünddurchschlagsicher durch
eine Wandung der Gehäuse (17,18) ausgebildet sind.
3. Kapselung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse (17, 18) vorwiegend auf v>
der Außenseite des Gehäusebodens und gegebenenfalls auf der Außenseite des Deckels mit Kühlrippen
(11) versehen sind.
4. Kapselung nacl. einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse bzw. der w»
Tragring (12) als Nabe für ein konzentrisch zur Läuferwelle (1) angeordnetes, umlaufendes Blechpaket
ausgebildet ist.
5. Kapselung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als elektronische M
Bauelemente Scheibenthyristoren (9) Verwendung finden.
6. Kapselung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß als elektronische Bauelemente (5) Dioden in Scheibenform Verwendung
finden.
7. Kapselung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedem elektronischen
Bauelement (5, 6, 9) eine explosionsgeschützte, durch eine Wandung des Gehäuses führende
Durchführung (8) zugeordnet ist, die zugleich als Anschlußpunkt für die Dioden- bzw. Thyristorseile
innerhalb der Gehäuse dienen.
8. Kapselung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Thyristoren (6, 9) jeweils an einer
Diodendurchführung angeschlossen sind.
Priority Applications (1)
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DE2516505A DE2516505B2 (de) | 1975-04-15 | 1975-04-15 | Kapselung für umlaufende elektronische Bauelemente |
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ID=5943995
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Cited By (5)
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DE102021212012B3 (de) | 2021-10-25 | 2023-04-06 | Mahle International Gmbh | Rotor für eine fremderregte Synchronmaschine |
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1975
- 1975-04-15 DE DE2516505A patent/DE2516505B2/de not_active Ceased
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8235 | Patent refused |