DE2718967A1 - Stromrichterbaueinheit - Google Patents

Stromrichterbaueinheit

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DE2718967A1 DE19772718967 DE2718967A DE2718967A1 DE 2718967 A1 DE2718967 A1 DE 2718967A1 DE 19772718967 DE19772718967 DE 19772718967 DE 2718967 A DE2718967 A DE 2718967A DE 2718967 A1 DE2718967 A1 DE 2718967A1
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Description

  • Stromricbterbsueinheit
  • Die Erfindung betrifft eine Stromrichterbaueinheit mit mindestens zwei Ealbleiterventilen Je Wechselstromphase und einem allen Halbleiterventilen gemeinsamen Kühlkörper, wobei die Halbleiterventile eine thermisch gut leitende, elektrisch isolierende Auflagefläche aufweisen und die elektrischen AnschlUsse der Halbleiterventile der Auflagefläche abgewandt sind, bei der alle Halbleiterventile mit ihren Auflageflächen an einer ebenen kühlfläche des Kühlkörpers anliegen, wobei die AnschlUsse der Halbleiterventile mit starren länglichen Leiterelementen verbunden sind und die Leiterelemente mit in einer oder mehreren parallelen Nontageebenen angeordneten Funktionselementen elektrisch und mechanisch tragend verbunden sind, und wobei von der der Kühlfläche gegenUberliegenden Fläche des KUhikörpers KUhlfahnen abstehen, die durch Luftleitwände unter Bildung eines rechteckigen Strömungskanals abgedeckt sind, nach Patentanmeldung 26 11 260.
  • In der erwähnten Patentanmeldung 26 11 260 ist eine kompakte Stromrichterbaueinheit angegeben, die sehr fertigungs- und montagefreundlich ist. Bei ihr werden Halbleiterventile, tAhlkörper sowie weitere funktionanotwendige Funktionselemente, wie beispielsweise Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppen, zu einer selbsttragenden, stabilen Einheit mit hoher Packungsdichte verbunden. Eine solche Stromrichterbaueinheit kann zum Aufbau von Stromrichtern aller Art, beispielsweise auch gesteuerten Gleich- richten, eingesetzt werden. Durch die Anordnung der elektrisehen Funktionselemente in einer oder mehreren Ebenen bleiben diese gut einsehbar und leicht zugänglich. Dies sichert eine erhöhte Fertigungs-, Montage- und Wartungsfreundlichkeit. Der Einsatz von Halbleiterventilen, deren KUhl- und Anachlußflächen einander diametral gegenUberliegen, ermöglicht eine klare räumliche Trennung von KUhlfunktion und elektrischer Leitungsfunktion. Durch eine lösbare, mechanisch stabile Verbindung der Anschlüsse der Halbleiterventile mit starren, länglichen, dem KUhlkörper abgewandten Leiterelementen wird durch diese letzteren eine Art GerUst vorgegeben, an dem die zugeordneten elektrisehen Funktionselemente befestigt werden können. Da dieses GerUst aber gleichzeitig in die elektrische LeitungsfUhrung integriert ist, können, wo immer in den verschiedenen Montageebenen nötig, unmittelbar elektrische Verbindungen zu den in den Montageebenen angeordneten Funktionselementen hergestellt werden.
  • Mehrere dieser vorgefertigten, werksseitig vollständig durchgeprUften Stromrichterbaueinheiten können am Einsatzort mühelos, beispielsweise als modulare Einheiten zum Aufbau einer Stromversorgung für Gleichstrommotoren, durch wenige Steckverbindungen und Stramschienensnschlllsse zu einem größeren Gerät zusammengefaßt werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnte Stromrichterbaueinheit hinsichtlich ihrer Belastbarkeit und Montagefreundlichkeit zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auch der durch Halbleiterventile nicht belegte Teil der Kühlfläche des gühlkörpers mit Edhlfahnen versehen ist. Diese Maßnahme erbringt eine erhebliche Verbesserung der Kühlung, so daß die Stromrichterbaueinheit mit höheren Strömen belastbar ist, ohne daß größerere und teuerere Halbleiterventile benötigt werden.
  • Diese Verbesserung der Kühlleistung liegt zum einen darin, daß die aktive KUhlfläche des KUhlkörpers vergrößert ist, zum anderen darin, daß die KUhlung in unmittelbarer Nähe der heißen Zonen des gühlkörpers stattfindet, so daß der Wärmewiderstand redusiert ist.
  • Bei einer Stromrichterbaueinheit mit in parallelen Reihen angeordneten Halbleiterventilen ist es vorteilhaft, wenn die KUhlfahnen parallel zu den Reihen angeordnet sind. Dies gewährleistet einen ungehinderten Durchfluß des gasförmigen Kühlmittels, so daß eine wirksame Wärmeabfuhr zustandekommt.
  • Bei einer Stromrichterbaueinheit mit einem an der Stirnseite des Kühlkörpers angebrachten AxiallUfter ist es günstig, wenn der Khlluftstrom des Axiallüfters alle KUhlfahnen bestreicht.
  • Damit werden die Kühlfahnen auf beiden Seiten des KUhlkörpers und auch die Halbleiterventile direkt ewangebelüftet. Messungen führten zu dem Ergebnis, daß die beidseitig belüftete Stromrichterbaueinheit im Vergleich zu einer Stromrichterbaueinheit, bei der lediglich die von der Außenfläche abgewandten KUhlfahnen durch den Axiallüfter angeblasen wurden, eine um 30% höhere Belastbarkeit aufweist. Es liegt auf der Hand, daß dies eine ganz beträchtliche Reduzierung des Kostenaufwands ermöglicht.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die seitlichen Luftleitwände integrale Teile des KUhlkörpers und weisen einander zugewandte Führungsnuten fUr eine den Strömungskanal abdeckende Luftleitwand auf. Ein solcher Kühlkörper kann beispielsweise im Strangpreßverfahren gefertigt werden. Die zur Vervollständigung des rückwärtigen Strömungskanals noch notwendige, Luftleitwand kann somit einfach in die Führungsnuten eingeschoben werden.
  • Der der Kühlfläche abgewandte Strömungskanal ist somit einfach zu bilden und robust im Aufbau. Da dieser Strömungskanal im Normalfall senkrecht angeordnet sein wird, trägt er - was zumindest bei nicht zwangsbelüfteten Stromrichterbaueinheiten wichtig ist - durch Kaminwirkung zu einer wirksamen Kühlung bei.
  • Die den Strdmungskanal abdeckende Luftleitwand, die in die FUhrungsnuten einschiebbar ist, kann im Bereich der Führungsnuten Durchbrüche aufweisen, in die die Nutwandungen eingequetscht sind. Dies führt zu einer derartig stabilen Verbindung zwischen dem KUhlkörper und dieser Luftleitwand, daß diese Luftleitwand gleichzeitig zur Aufhängung der gesamten Stromrichterbaueinheit dienen kann. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn die zur Außenfläche parallele Luftleitwand endseitig eine z-förmige Abwinkelung aufweist, deren Knickkanten senkrecht zu den FUhrungsnuten verlaufen. Damit entsteht ein zur KUhlfläche des KUhlkörpers paralleler Befestigungslappen, der beispielsweise mit FUhrungssohienen in einem Elektronikschrank verschraubt werden kann.
  • Bei einer Stromrichterbaueinheit, bei der als Halbleiterventile Halbleiterbauelemente eingesetzt sind, die Jeweils die fUr einen Brückenzweig notwendigen Halbleiterventile umfassen, wobei die zugehörigen Anschlüsse auf dem Halbleiterbauelement in einer Reihe angeordnet sind und die zu einer BrUckenschaltung gehörigen Halbleiterbauelemente nebeneinander liegen, können als Leiterelemente Winkelstüche dienen, die Jeweils ein erstes Teilstück aufweisen, das mit den Anschllssen in einer Ebene liegt und ein zweites TeilstUck besitzen, das senkrecht zum ersten TeilstUck angeordnet ist. Das erste Teilstück dient der Befestigung der Winkelstücke an einem oder mehreren Anschlüssen des Halbleiterbauelements, das zweite Teilstück dient dem Anschluß von Drehstrom-bzw. Gleichstromschienen und verlegt diesen weg von den Bauelementen, wo im allgemeinen mehr Montageraum zur VerfUgung steht.
  • Bei einer Stromrichterbaueinheit ist es besonders vorteilhaft, wenn zur Bildung Jeder Gleichstromklemme zwei unterschiedliche WinkelstUcke dienen, von denen das erste Teilstück des einen zwei Anschlußbohrungen aufweist, das erste Teilstück des anderen Jedoch nur eine Anschlußbohrung und daß beim parallelen Anliegen der zweiten teilstuecke beider WinkelstUcke die Anschlußbohrungen Uber den zugehörigen AnschlUssen der Halbleiterbauelemente liegen. Damit wird durch Jeweils zwei aufeinander abgestimmte WinkelstUcke die schaltungsgerechte Verbindung von einander zugeordneten Anschldssen der Halbleiterbauelemente bewirkt, wobei gleichzeitig die Enden der beiden aneinanderliegenden zweiten TeilstUcke die Gleichstromklemme darstellen. Die WinkelstUcke sind durch Stanzen und Biegen mit nur geringfUgigem Aufwand herzustellen.
  • Bei einer Stromrichterbaueinheit mit Durchsteckstromwandlern kann das erste Teilstück der den Drehstromanschlüssen zugehörigen Winkelstücke den Durohsteckstroarandler tragen und das zweite Teilstück durch dessen Meßöffnungen hindurchragen. Damit übernehmen die den Drehstromeneohlllesea zugeordneten Winkelstücke die Tragfunktion iEr den Durchsteckstromwandler, wobei die Enden der zweiten Teilstücke zum Anschluß von Drehetrolsohienen oder Kabeln zur VerfUgung stehen.
  • In einer bevorzugten AusfUhrungsfor. einer Stromrichterbaueinheit mit auf einer Leiterplatte untergebrachten Ansteuer- und Besohaltungsbaugruppen kann das zweite Teilstück eines jeden zu einer Gleichstromklemme gehörigen Winkelstücks einen seitlich abstebenden Kontaklappen aufweisen, der zur Herstellung einer lösbaren elektrischen und mechanischen Verbindung zur Leiterplatte dient0 Die Leiterplatte ruht somit auf dem seitlich abstehenden Kontaktlappen, der auch die elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem zugehörigen AnschlUssen der Halbleiterbauelemente herstellt. Die Leiterplatte weist Durchbrüche zu. Durchstecken der Uber den seitlich abstehenden Kontaklappen hinausragenden Teile der zweiten Teilstücke auf. Die lösbare Verbindung zur Leiterplatte kann durch Verschrauben erfolgen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausfünrungsbeispielen in den Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Dabei zeigt: FIgur 1 eine Stromrichbaueinheit mit Halbleiterventilen in Drehstrombrückenschaltung in Explosionsdarstellung, Figur 2 anhand einer schematisierten Darstellung den Aufbau eines der bei der Stromrichterbaueinheit eingesetzten Halbleiterbauelemente, Figur 3 einen Schnitt durch einen Teil des Kühlkörpers entlang der Schnittlinie III-III in Figur 1 und Figur 4 eine Stromrichterbaueinheit fUr eine kreisstromfreie Gegenparallelschaltung in Draufsicht nach Abnahme der Leiterplatte sowie der weiteren Abdeckelemente.
  • Die in Figur 1 in Explosicnsdarstellung gezeigte Stromrichterbaueinheit 14 stellt eine komplette DrehstrombrUckenschaltung mit Thyristoren und zugeordneten Ansteuer- und Beschaltungsbeugruppen sowie einem Stromwandler dar.
  • Die als Halbleiterventile eingesetzten Thyristoren sind in Halbleiterbauelementen 1a bis 1d untergebracht, von denen eines in Figur 2 schematisch veranschaulicht ist. In einem langgestreckten Kunststcffkörper ist die Serienschaltung von zwei Thyristoren T1 und T2 untergebracht. Die AnschlUsse der Serienschaltung sowie die Mittelpunktaanzapfung enden in den Anschlüssen A, K und M an der Oberseite des Halbleiterbauelements 1. Auch die zu den Thyristoren T1 und 22 gehörigen Zündelektroden Z sind auf der Oberseite des Halbleiterbauelements 1 herausgefUhrt.
  • An der Unterseite weist das Halbleiterbauelement 1 eine Auflagefläche 2 auf, die in thermisch gut leitend ei, elektrisch isolierendem Kontakt mit den Thyristoren T1 und T2 steht und die als Kontaktfläche zu einem Kühlkörper vorgesehen ist. Ein solches Halbleiterbauelement ist aus dem DT-GM 75 12 573 bekannt.
  • In dem in Figur 1 dargestellten AusfUhrungsbeispiel der Stromrichterbaueinheit 14 sind die mit ja, 1b und c bezeichneten Halbleiterbauelemente auf der Kühlfläche4 4 eines KUhlkörpers 3 angeordnet. Die Halbleiterbauelemente le, 1b und 1c liegen perallel nebeneinander. Der Kühlkörper 3 ist mit Kühlfahnen 5 versehen, die von der der Kühlfläche 4 abgewandten Seite des Kühlkörpers ausgehen und senkrecht zu dieser abstehen. Jedoch auch die Kühlfläche 4 selbst ist mit parallel zueinander verlaufenden KUhlfahnen 6 versehen, die zwischen den Halbleiterbauelementen 1a, Ib und 1c und seitlich von ihnen parallel zu ihnen verlaufen. Anstelle Jedes Halbleiterbauelements ia, 1b und 10 können auch Jeweils zwei in einer Reihe hintereinanderliegende Einzelthyristoren eingesetzt werden0 Seitlich ist der KUhlkörper 3 durch zwei senkrecht zur Kühlfläche 4 verlaufende, integrale Teile des Kühlkörpers 3 bildende Luftleitwände 7 nd 8 begrenzt, die die Kühlfahnen 5 und 6 überrange und selbst als Kühlfahnen wirken. Die im Bereich der Kühlfahnen 5 verlau- fenden Teile der Luftleitwände 7 und 8 weisen endseitig einander zugewandt. Führungsnuten 9 auf, in die als den Stromungskanal abdeckende Luftleitwwand 10 eine Blechplstte eingeschoben ist.
  • Die Befestigung dieser Luftleitwand 10 in den FUhrunganuten 9 ist in Figur 3 veranschaulicht, die einen Schnitt durch einen Teil des KUhlkörpers 3 entlang der Schnittlinie III-III in Fig.
  • darstellt. Die als Luftleitwand 10 dienende Blechplatte weist im Bereich der FUhrunganuten 9 einige Durchbrüche 11 auf. Nach Einschieben der Luftleitwand 10 werden die Führungsnuten 9 is Bereich der DurchbrUche 11 eingedrUckt, so daß die Luftleitwand 10 fest mit den seitlichen Luftleitwänden 7 und 8 verbunden ist.
  • Damit befinden sich die Kühlfahnen 5 in einem geschlossenen Strömungakanal, der für eine wirksame Belüftung und lUhlung, sei es durch Kaminwirkung oder einen Lüfter, gute Voraussetzungen bietet. Die Luftleitwand 10 weist am oberen Ende eine z-förmige Abwinkelung 12 auf, deren Knickkanten senkrecht zu den Führungsnuten 9 verlaufen. Diese Abwinkelung 12 weist eine Befestigungsöffnung 13 auf, die der Aufhängung der Stromri¢hterbaueinheit 14 dient.
  • Die als Montagefläche fUr die Halbleiterbauelemente 1a, 1b und 1c dienende Kühlfläche des KUhlkörpers 3 wird seitlich durch die Uber die Ktthlfahnen 6 und die Halbleiterbauelemente überstehenden Teile der Luftleitwände 7 und 8 begrenzt. Endseitig gehen sie in Abwinkelungen 15 Uber, die zur Befestigung von seitlichen Abdeckblechen 16 dienen. Die seitlichen Abdeckbleche 16 sind auf Höhe der Stirnseiten des Kühlkörpers 3 mit z-fdrmigen Abwinkelungen 17 versehen, die Einschnitte 18 und Rastnasen 19 besitzen. Durch die Einachnitte 18 werden die mit Aasteuer- und Beschaltungsbaugruppen bestückte Leiterplatte 20 sowie die Abdeckplatte 21 getragen. Auf die Rastnasen 19 ist die Abdeckhaube 22 aufschnappbar Durch die Kühlfläche 4 des Kühlkörpers 3, die Uberstehenden Teilflächen der Luftleitwände 7 und 8, die seitlichen Abdeckbleche 16 und die Leiterplatte 20 ist ein weiterer Strömungekanal gebildet, in dem Luft als kühlmedium an den Kühlfahnen 6 sowie den Halbleiterbauelementen Ia, 1b und 1c entlangatrömt und eine wirksame KUhlung der Halbleiterbauelemente sichert.
  • Die auf der KUhlfläche 4 befindlichen Kühlfahnen 6 bringen aufgrund der kurzen Wärmeleitungawege zu den heißen Zonen der Kühlfläche 4 eine beträchtliche Verbesserung der Wärmeabfuhr gegenUber einem nur einseitig KUhlfahnen aufweisenden Kühlkörper, so daß die in den Halbleiterbauelementen Ia, 1b und Ic befindlichen Thyristoren mit höheren Strömen beaufschlagbar sind, ohne daß deren zulässige Grenztemperatur überschritten wird. Durch einen stirnseitig am KUhlkörper 3 montierten AxiallUfter 23 wird die Belastbarkeit der Halbleiterbauelemente Ia, 1b und 1c gegenüber einer nur durch Kaminwirkung belüfteten Stromrichterbaueinheit 14 erheblich gesteigert. Der Axiallüfter 23 ist dabei so angeordnet, daß sein KUhlluftstrom sowohl die KUhlfahnen 5 als auch die KUhlfahnen 6 bestreicht, d.h. die Kühlfläche 4 verläuft quer durch die Auslaßöffnung des Axiallüfters 23. Durch die in Strömungsrichtung der KUhlluft parallele Anordnung von KUhlfahnen 6 und Halbleiterbauelementen 1a bis Ic ist eine gute Durchströmung des die KUhlfahnen 6 enthaltenden Strömungskanals ermöglicht.
  • Als Leiterelement zur schaltungagerechten Verbindung der Aoschlüsse der Halbleiterbauelemente 1a, 1b und 1c dient jeweils ein Paar Winkelstüche 24 und 25. Jedes der Winkelstücke 24 und 25 ist aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff, beispielsweise Kupferblech, gefertigt und weist zwei senkrecht zueinander angeordnete TeilstUcke auf. Das erste TeilstUck 26 des Winkelatücks 24 ist mit den AnschlUssen A (Figur 2) der Halbleiterbauelemente 1a und 1b verschraubt. Das erste Teilstück des Winkelstücks 25 weist lediglich eine Bohrung auf und ist mit dem Anschluß A des Halbleiterbauelements 1c verschraubt. Die senkrecht abstehenden zweiten Teilstücke 28 und 29 der ein Paar bildenden WinkelstUcke 24 und 25 liegen parallel aneinander und werden in der Ausnehmung 30 gemeinsam mit einem Gleichstromkabel oder einer Gleichstrommasohine verschraubt. Ganz analog erfolgt die schaltungsgerechte Verbindung der AnschlAsse K (Figur 2) der drei Haibleiterbauelemente 1a, Ib und 1c zur Bildung der zweiten Gleichstrowanschlußklemme der Stromrichterbaueinheit 14.
  • Somit wird die schaltungsgerechte Verbindung der Halbleiterbauelemente durch wenige, einfach zu fertigende und zu montierende Bauteile in Form der erfindungsgemäßen WinkelstUcke ermöglicht.
  • Das zweite Teilstück 29 des WinkelstUcks 25 weist einen seitlich abstehenden Kontaktiappen 31 auf, auf den die Leiterplatte 20 aufgelegt und mit dem sie verschraubt wird. Damit erfolgt einerseits die mechanische Fixierung der Leiterplatte 20, andererseits eine direkte kontaktschlUssige Verbindung zu den auf der Leiterplatte 20 untergebrachten Beschaltungsbaugruppen.
  • Auch die ausgangsseitigen Drehstromklemmen der Stromrichterbaueinheit 14 werden durch untereinander baugleiche Winkelstücke 32 gebildet, wobei deren erstes, zur Oberseite der Halbleiterbauelemente 1 paralleles Teilstück mit dem Anschluß M (Fig. 2) der Halbleiterbauelemente 1 verschraubt ist und gleichzeitig als Träger für den Drehstromwandler 34 dient. Das zweite, zum ersten senkrechte Teilstück ragt durch die Meßöffnungen des Drehstromwandlers 34 hindurch und wird beim Einsatz mit den Drehstromschienen oder-kabeln verschraubt.
  • In Figur 4 ist anhand einer Draufsicht ein weiteres AusfUhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem sechs Halbleiterbauelemente 1a bis 1f mit Jeweils zwei Thyristoren zu einer Gegenparalleischaltung verbunden sind. Die zwischen den Halbleiterbauelementen 1a bis 1f auf der Kühlfläche 4 des KUhlkörpers 3 verlaufenden Kühlfahnen sind hier - um die bersichtlichkeit zu wehren - nicht dargestellt. Jeweils drei lIalbleiterbauelemente 1a, ib, lc und id, 1e, 1f sind parallel zueinander nebeneinander angeordnet. Die Halbleiterbauelementpaare 1a 1d, Ib 1e und 1c if, sind Jeweils fluchtend ausgerichtet. Damit ist eine gute Nutzung der KUhlfläche 4 des Kühlkörpers 3 und eine weitgehend ungehinderte Kühlluftströmung gesichert. Fr die schaltungsgerechte Verbindung der einzelnen E leiterbauelemente 1a bis 1f dienen dieselben WinkelstUcke 24, 25 und 32 wie beim ersten Ausfahrungsbeispiel. Die den Drehatromanschluß bildenden AnschlUsse M der Halbleiterbauelemente 1a bis 1f, die hier einander zugewandt sind, werden mit den Winkelstücken 32 verschraubt. Die waagrechten Teilstücke 33 der sechs Winkelstücke 32 dienen als Auflage fUr den Drehatromwandler 34.
  • Die senkrechten Teilstücke 35 von jeweils zwei einander gegen-Uberliegenden Halbleiterbauelementen durchragen gemeinsam jeweils eine Meßöffnung 37 des Drehstromwandlers 34. So ragen die senkrechten Teilstücke 35 der an den Halbleiterbauelementen 1c und If befestigten WinkelstUcke 32 gemeinsam durch die Meßöffnung 37 des Drehstromwandlers 34. Beim Verschrauben mit einem Drehstromkabel oder einer Drehstromschiene werden auch die beiden aneinanderliegenden zweiten Teilstücke 35 zusammengepreßt, so daß die zusammengehörigen Anschlüsse N der Haibleiterbauelemente 1c und 1f durchverbunden sind. Analog erfolgt dies fUr die Halbleiterbauelemente 1b und le sowie die Halbleiterbauelemente 1a und 1d. Zur Bildung der Gleichstromkontakte ist es erforderlich, die Anschlüsse K und A der Halbleiterbauelemente 1a, 1b und 1c sowie der Halbleiterbauelemente 1d, le, 1f zu verbinden. Dies erfolgt jeweils durch eine Kupferplatte 36, die auf die Anschlüsse aufgeschraubt wird. Auf jede der Kupferplatten wird ein zusammengehöriges Paar inkelstücke 24, 25 so aufgeschraubt, daß die ersten Teilstücke 26, 27 auf der Kupferplatte 36 zu liegen kommen. Die zweiten Teilstücke 28 und 29 liegen parallel aneinander und ragen als von außen zugänglicher Kontakt durch die hier nicht dargestellte Leiterplatte 20 sowie Abdeckplatte 21 hindurch. Die Leiterplatte 20, die für den Fall der Gegenparallelsohaltung eine größere Anzahl von Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppen aufzunehmen hat, liegt auf den Kontaktlsppen 31 der beiden Winkelstücke 25 auf und ist mit den Kontsktlsppen verschraubt, wobei neben der mechanischen alterung gleichzeitig der elektrische Kontakt zustandekommt.
  • Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß durch die Erfindung eine außerordentlich kompakte, kostengünstige Stromrichterbaueinheit zur VerfUgung steht. Trotz des kompakten Aufbaus ist eine hochwirksame Belüftung und Kühlung der Halbleiterbauelemente sowie der angeschlossenen als Winkelstücke ausgebildeten Leiterelemente erreicht. Mit drei kostengUnstigen Typen von WinkelstUcken wird sowohl für die Drehstrombrückenschaltung als auch für die kreisstromfreie Gegenparallelsohaltung die schaltungstechnische VerknUpfung der Anschlüsse der Halbleiterbauelemente, Trag- und Verbindungsfunktion für die die Ansteuer- und Beschaltungsbaugruppen tragende Leiterplatte und den Drehstromwandler sowie Herausfhrung der Anschlüsse und Bildung von Kontaktpunkten für Stromschienen und Kabel ermöglicht. Gleichzeitig bleibt eine hohe Montagefreundlichkeit gewahrt.
  • 10 Patentansprüche 4 Figuren Leerseite

Claims (10)

  1. Patentansprüche ( 1.) Stromrichterbaueinheit mit mindestens zwei Halbleiterventilen Je Wechselstromphase und einem allen Haibleiterventilen gemeinsamen Kühlkörper, wobei die Halbleiterventile eine thermisch gut leitende, elektrisch isolierende Auflagefläche aufweisen und die elektrischen Anschlüsse der Halbleiterventile der Auflagefläche abgewandt sind, bei der alle Halbleiterventile mit ihren Auflageflächen an einer ebenen Kühlfläche des Kühlkörpers anliegen, wobei die Anschlüsse der Halbleiterventile mit starren länglichen Leiterelementen verbunden sind und die Leiterelemente mit in einer oder mehreren parallelen Montageebenen angeordneten Funktionselementen elektrisch und mechanisch tragend verbunden sind, und wobei von der der Ktihlfläche gegenüberliegenden Fläche des Kllhlkörpers Ktlhlfahnen abstehen, die durch Luftleitwände unter Bildung eines rechteckigen Strömungskanals abgedeckt sind, nach Patentanmeldung 26 11 260, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auch der durch Halbleiterventile (1a bis 1f) nicht belegte Teil der Kühlfläche (4) des Ktlhlkörpers (3) mit Kühlfahnen (5) versehen ist.
  2. 2. Stromrichterbaueinheit nach Anspruch 1 mit in parallelen Reihen angeordneten Halbleiterventilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlfahnen (5) parallel zu den Reihen (1a bis If) angeordnet sind.
  3. 3. Stromrichterbaueinheit nach Anspruch 2 mit einem an der Stirnseite des Ktlhlkdrpers angebrachten AxiallUfter, dadurch gekennzeichnet, daß der Ktlhlluftstrom des Axiallüfters (23) alle Kühlfahnen (5, 6) bestreicht.
  4. 4. Stromrichterbaueinheit nach einem der AnsprUche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Luftleitwände (7, 8) integrale Teile des Kühlkörpers (3) sind und einander zugewandte Führungsnuten (9) ftlr eine den Strömungskanal abdeckende Luftleitwand (10) aufweisen.
  5. 5. Stromrichterbaueinheit nach Anspruch 4, dadurch gekenDzeichnet, daß die den Strömungskanal abdeckende Luftleitwand (10) im Bereich der Führungsnuten (9) Durchbrüche (11) aufweist, in die die Nutwandungen eingequetscht sind.
  6. 6. Stromrichterbaueinheit nach den Anspruche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur kühlfläche (4) parallele Luftleitwand (10) endseitig eine z-förmige Abwinkelung (12) aufweist, deren Knickkanten senkrecht zu den Pührungsnuten (9) verlaufen.
  7. 7. Stromrichterbaueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der als Halbleiterventile Halbleiterbauelemente eingesetzt sind, die Jeweils die für einen Brückenzweig notwendigen Halbleiterventile umfassen, wobei die zugehörigen Anschlüsse auf jedem Halbleiterbauelement in einer Reihe angeordnet sind und die zu einer Brückenschaltung gehörigen Halbleiterbauelemente nebeneinander liegen, dadurch gekennzeichnet, daß als Leiterelemente WinkelstUcke (24, 25, 32) dienen, die Jeweils ein erstes TeilstUck (26, 27, 33) aufweisen, das mit den Anschlüssen (A, K, M) in einer Ebene liegt, und ein zweites Teilstück (28, 29, 35) besitzen, das senkrecht zum ersten teilstück angeordnet ist.
  8. 8. Stromrichterbaueinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung jeder Gleichstromklemme zwei unterschiedliche WinkelstUcke (24, 25) dienen, von denen das erste Teilstück (26) des einen (24) zwei Anschlußbohrungen aufweist, das erste Teilstück (27) des anderen (25) Jedoch nur eine Anschlußbohrung und daß beim parallelen Anliegen der zweiten Teilstücke (28, 29) beider Winkelstücke (24, 25) die Anschlußbohrungen Uber den zugehörigen Anschldssen (A; K) der Halbleiterbauelemente (la bis 1f) liegen.
  9. 9. Stromrichterbaueinheit nach Anspruch 7 mit einem Durchsteckstromwandler, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teilstück (33) der den Drehstromanschlüssen (M) zugehörigen WinkelstUcke (32) den Lurchateckatromwandler (34) trägt und das zweite TeilstUck (35) durch dessen Meßöffnungen (36) hindurchragt.
  10. 10. Stromrichterbaueinheit nach Anspruch 8 mit auf einer Leiterplatte untergebrachten Ansteuer- und Schaltungsbaugruppen, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teilstück (29) eines jeden zu einer Gleichstromklemme gehörigen Winkelstücks (25) einen seitlich abstehenden Kontaktlappen (31) aufweist, der zur Herstellung einer lösbaren elektrischen und mechanischen Verbindung zur Leiterplatte (20) dient.
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