JP2008237013A - 変換用の電子パワーユニットを備えた電気機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】多相交流電流を所望の出力交流電流に変換するための改善されたマトリクスコンバータを提供すること。
【解決手段】マトリクスコンバータの少なくとも1つの段はスイッチング素子の段スタックの2次元アレイによって構成され、該段スタックは、マトリクスコンバータの平面に対して垂直なスタック方向に沿って相互に実質的に平行に配置され、段スタックの入力は、該段スタックの一方の側に配置されたバスバーによって供給され、該バスバーは実質的に、該マトリクスコンバータの平面に対して平行な面に配置されており、該段スタックの出力は、該段スタックの他方の側に配置された別の(グリッド)バスバーによって集められ、該バスバーは実質的に、該マトリクスコンバータの平面に対して平行な面にある構成。
【選択図】図3
【解決手段】マトリクスコンバータの少なくとも1つの段はスイッチング素子の段スタックの2次元アレイによって構成され、該段スタックは、マトリクスコンバータの平面に対して垂直なスタック方向に沿って相互に実質的に平行に配置され、段スタックの入力は、該段スタックの一方の側に配置されたバスバーによって供給され、該バスバーは実質的に、該マトリクスコンバータの平面に対して平行な面に配置されており、該段スタックの出力は、該段スタックの他方の側に配置された別の(グリッド)バスバーによって集められ、該バスバーは実質的に、該マトリクスコンバータの平面に対して平行な面にある構成。
【選択図】図3
Description
本願の開示内容は、回転可能かつ同軸で取り付けられたステータおよびロータを有する電気機器に関し、有利にはジェネレータに関する。この電気機器はハウジングと多相交流電流の変換用の電子パワーユニットとを有し、該ハウジング内に基本的にステータおよびロータが配置されている。
発電において、規定の出力では、タービンの回転速度の上昇はサイズおよびコストの減少に繋がる。効率も改善することができる。従来は、より高いタービン回転速度での動作を可能にするためには、歯車装置を使用して最大70MWまでの発電タービンをジェネレータに接続する。出力が上昇するにつれ、歯車装置を使用することは信頼性の理由からますます困難になる。このような場合、タービンはジェネレータの同期速度で動作する。
定常周波数変換器(パワーエレクトロニクス装置)を使用することは、数多くの利点をもたらす択一的手段であり、たとえば、ジェネレータのコスト低減を実現すると同時に体積と回転速度との一定の積を実現すること、タービンの部分負荷効率の再現を可能にする可聴性の速度を実現すること、ノイズを格段に低減すること、クリーンな(オイルフリーの)冷却を実現すること等の利点をもたらす。
発電の場合でも駆動の場合でも、定常周波数変換器の損失の低減により、格段なコスト削減がもたらされる。この損失の低減はとりわけ、投資コストを圧迫することになる。その理由は、冷却が変換器の全コストのかなりの割合の原因であるからだ。
定常周波数変換器は、間接的なAC/DC/AC変換式のものと、直接的なAC/AC変換式のものと両方存在する。
間接変換(AC/DC/AC)は、直流電流または直流電圧を3相電源(モータの場合にはグリッド、発電の場合にはジェネレータ)から生成することによって行われる。その次に、直流電流または直流電圧はインバータを使用して交流電流に変換し戻される。このような動作原理を実現するためには、インダクタンスバンク(電流源変換器)またはコンデンサバンク(電圧源変換器)がDCリンクに切り換えられる。
現在の大型の間接的変換器は電流源タイプであり、サイリスタを使用する。サイリスタの自然な整流が可能である場合、変換器における損失が低減される。電圧源変換器は、内在的な高い導電損失を有するGTOを使用し、また、IGBTまたはIGCTも使用する。個々のコンポーネントの電力容量はサイリスタより小さいので、規定の電圧および規定の電圧に必要とされるコンポーネントの数は多くなる。電圧源変換器はパルス幅変調技術を使用するのが有利であり、これによって、電流曲線の波形が改善され、高調波が低減される。スイッチング周波数が高くなるほど良いが、損失と誘電体疲労は例外である。電流は大抵、正弦波形で形成されるので、電気機器の電力のディレーティングが回避される。
直接変換(AC/AC)はたとえば、いわゆるサイクロコンバータを使用して行われる。直接変換は電気機器の観点から見ると、顕著な利点を提供する。というのも、電流はチョッピングされた直流電流であるよりもむしろ、多かれ少なかれ正弦波形であるからだ。これによって、電気機器で付加的に発生する損失が低減され、脈動トルクも阻止される。
しかし、3相サイクロコンバータを使用すると、実現可能な周波数領域が入力周波数の0〜1/3に制限されてしまう。3相サイクロコンバータは3つの単相サイクロコンバータから成り、各単相サイクロコンバータは平衡動作では、電力の1/3を処理する。周波数比で1/3の限界を超えると、動作が非常に大きく不平衡化されてしまうので、各単相サイクロコンバータは全電力の1/3を超える電力に対して設計しなければならない。この過剰寸法は、定格電力で最大3倍になることがある。
直接変換の別の手段に、いわゆるマトリクスコンバータによって行われる手段がある。このマトリクスコンバータでは、多相電源(ジェネレータまたはグリッド)の各相が多相負荷(グリッド、受動負荷、モータ等)の各相に双方向コンポーネントによって接続されるかまたは接続可能にされる。スイッチは、相の相互間の電圧差と相電流とに耐え、電流反転を可能にするために、適切な数のサイリスタから成る。このスイッチは、たとえばスナバ等の付加的な配線を一緒に使用するか、または逆平行なコンポーネントに対して駆動パルスを供給するためのゲートユニット電源を一緒に使用することを選択するオプションを有する実際の双方向スイッチと見なすことができる。
このスイッチは、電源の相数がmであり負荷の相数がnである場合、(m×n)マトリクスで配置される。これによって、入力相と出力相との間に任意の所望の接続を形成するオプションが得られるが、それと同時に、このマトリクスの特定のスイッチング状態を排除しなければならないという欠点も存在する。というのも、そうしないとたとえば短絡が生じるからである。さらに、1つの相から別の相へ整流を行い、可能なスイッチング損失が最小になるようにすることが望ましい。
たとえばマトリクスコンバータを、自然な整流のみが使用されるように動作させることができる。このことは、特定の条件が満たされた場合のみ、ジェネレータの選択された接続されている相から、該ジェネレータの選択された未接続の相へ切り換えることのみを許可することによって実現される。DE‐A‐10051222と、それに対応する欧州特許出願EP‐A‐1199794とに、このようなマトリクスコンバータとその動作様式とが開示されている。高効率でありかつ多用途である一方、マトリクスコンバータの通常のコンセプトとその動作様式は一般的に、特定のアプリケーションでは高調波ひずみと可能な周波数比とに関して弱点を有する。
EP‐A‐0707372のコンテキストでは、異なる提案がなされている。ここでは、ジェネレータの多相出力で使用するための周波数整合装置が提案されており、この周波数整合装置、またはむしろこの周波数整合装置のコンポーネントは、ジェネレータのステータの端部巻線に直接配置される。周波数整合装置はジェネレータのハウジング内に配置され、ジェネレータの冷却すべき部材と同じ冷却システムによって冷却される。
DE‐A‐10310307で、電気機器の一部を形成するこのようなパワーエレクトロニクス装置の冷却に関する別の改善策が提案されている。冷却に関するフレキシビリティを上昇するために、本文献では、ジェネレータのハウジング内にパワーエレクトロニクス装置を配置すると同時に、たとえば変換器等であるパワーエレクトロニクス装置のための別個かつ独立した冷却システムを設けることを提案する。
DE‐A‐10051222
EP‐A‐0707372
DE‐A‐10310307
したがって本発明の課題の1つには、多相交流電流を所望の出力交流電流に変換するための改善されたマトリクスコンバータを提供するという課題がある。このことは、複数の制御可能な双方向スイッチを使用して、負荷のn相(n<m)を有する出力交流電流にm相の多相交流電流を変換する場合と、コンバータが少なくとも1つの段を有し、この段で多相交流電流の各相が制御可能な双方向スイッチによって制御される場合とに当てはまる。
とりわけマトリクスコンバータは、多相交流電流を変換するためのマトリクスコンバータであり、この多相交流電流の相は、典型的には12〜60の間のmで、有利には24〜36の領域内であり、n相(n<m)を有する出力交流電流に変換される。ここではnは、典型的には3または6である。
このようなマトリクスコンバータにおける要素の特に簡便な配置は、次のようにして実現することができる。すなわち、前記マトリクスコンバータの前記少なくとも1つの段はスイッチング素子の段スタックの2次元アレイによって構成され、該段スタックは、マトリクスコンバータの平面に対して垂直なスタック方向に沿って相互に実質的に平行に配置され、段スタックの入力は、該段スタックの一方の側に配置されたバスバーによって供給され、該バスバーは実質的に、該マトリクスコンバータの平面に対して平行な面に配置されており、該段スタックの出力は、該段スタックの他方の側に配置された別の(グリッド)バスバーによって集められ、該バスバーは実質的に、該マトリクスコンバータの平面に対して平行な面にある構成によって実現することができる。
このようにしてマトリクスコンバータの個別の要素は、可能な冷却に関して、要素間の可能な限り短い接続と全体の可能な限り短い接続とに関して、モジュール的なメンテナンスが可能であるか等に関して、ほぼ理想的に配置される。
典型的には、このようなマトリクスコンバータでは各双方向スイッチは、逆平行の単方向スイッチング素子(たとえば組み合わせて1つの素子、たとえばBCT等を形成することができる。以下を参照されたい)を有する少なくとも2つの分岐を備えている。有利には各分岐に、少なくとも2つのスイッチング素子が直列に設けられている。多相交流電流はジェネレータによって、電力を機械的な力から生成するために供給され、この多相交流電流は3相より多くの相を有する。多相交流電流の相を成すステータの巻線はデルタ接続することができる。多相交流電流の相数(m)は、2極ジェネレータのステータスロット数まで上げることができる。この数は、スロット数の約数である任意の整数とすることができる。
本発明の第1の実施形態によれば、マトリクスコンバータはさらに、バスバーがグリッドバスバーに対して実質的に直交して配置されることを特徴とする。これら2セットのバスバーの垂直配置により、驚くほど簡単かつ効率的な接続が可能になり、マトリクスコンバータの個々の要素の理想的な空間的配置が可能になる。典型的には、m/n個のバスバーと2n個のグリッドバスバーとが設けられる。
コンバータは2段を有し、該コンバータの少なくとも1つの段では、多相交流電流の各相は制御可能な双方向スイッチによって制御される。コンバータの第1段がステータジェネレータに組み込まれている構成と、別の段をキュービクルに有するだけも可能である(以下参照。たとえば、グリッドスタックのアレイのみ)。有利にはマトリクスコンバータのステータに含まれる部分は、ジェネレータを冷却するのに使用される冷却液の流れに配置される。
典型的には双方向スイッチは制御ユニットによって制御され、m個の入力端をn個の出力端に選択的に接続する。ここでは、入力端における電流の正負符号を検出するための第1の手段と、入力端間の電圧の正負符号を検出するための第2の手段とが設けられており、第1の手段および第2の手段は、制御システムにアクティブ接続されている。双方向スイッチは、該スイッチのスイッチ状態に関する情報を制御システムへ伝送するための信号線路を介して制御システムに接続されている。
本発明の別の実施形態では、コンバータは少なくとも2つの段を有する。この場合、コンバータの少なくとも1つの段において、多相交流電流の各相は制御可能な双方向スイッチによって制御される。この多相交流電流の各相が制御可能な双方向スイッチによって制御されるコンバータの段はいわゆる第1段(ジェネレータ段とも称される)であり、ジェネレータに直接接続されており、コンバータの少なくとも1つのいわゆるグリッド段には、m/n個のグループの制御可能な双方向スイッチが設けられており、各グループは、出力交流電流の各相に個別に接続されたn個の並列の双方向スイッチを有する。とりわけ、コンバータのグリッド段は該コンバータの最終段であり、変圧器または負荷に直接接続されている。このトポロジーに関しては、PCT/EP2006/060617の出願を特に参照されたい。この出願内容は、複数段を有するマトリクスコンバータのトポロジーに関して、本願の開示内容に明示的に含まれているものとする。
この場合、コンバータのグリッド段はスイッチング素子のグリッド段スタックの2次元アレイによって構成され、該グリッド段スタックは、マトリクスコンバータの平面に対して垂直なスタック方向に沿って相互に実質的に平行に配置されている。グリッド段スタックの入力は、該グリッド段スタックの一方の側に配置されたバスバーによって供給される。このバスバーは実質的に、マトリクスコンバータの平面に対して平行な面に配置されている。グリッド段スタックの出力は、該グリッド段スタックの他方の側に配置されたグリッドバスバーによって集められる。このグリッドバスバーは実質的に、マトリクスコンバータの平面に対して平行な面に配置されている。
ここでも、このような2段マトリクスコンバータの場合でも、バスバーをグリッドバスバーに対して実質的に直交して配置するのが有利である。
有利には、マトリクスコンバータのスイッチング可能な素子(典型的にはスイッチトサイリスタ、または相応に構成されたIGBT,IGCTまたはGTO)が、有利には規則的に配置された多数のスタックに配置され、これらのスタックは、マトリクスコンバータの平面に対して実質的に垂直な方向に配置されている。ABB Semiconductors AG , スイスから入手可能ないわゆるBCT(Bidirectional Control Thyristors)(たとえば、ABB 刊行物 No. 5SYA 2006-02 Feb. 99, "Bi-Directional Control Thyristor", Product Information, Bjoern Backlund, Jan-Olav Boeriis, Ken Thomas, Robert Waishar, Juerg Waldmeyer, Orhan Toker, ABB Semiconductors AG、1999年2月を参照されたい)をこのようなスタックで使用し、これらのBCT素子が2つの逆平行の高電圧サイリスタを統合することも可能であることに留意されたい。この場合、逆極性のスタックをマージして単独のスタックを構成することができる。
本発明の別の実施形態では、グリッド段に、2n個のスタックを有するk個のロウと、それに対して直交して2n個のカラムとの規則的な配列体が設けられている。k個のロウのスタックは有利には交番極性であり(このような対は、たとえばBCT素子が使用される場合に可能であるように、組み合わされた素子に置換することができる)、2n個のカラムは有利には等しい極性である。
このような構成では、バスバーをロウに対して平行に配置し、グリッドバスバーをカラムに対して平行に配置することができる。
本発明のさらに別の実施形態では、第1段においてジェネレータの多相交流電流のm相のうちm/k相は、k個のジェネレータスタックのスイッチング可能な素子で制御される。これらのジェネレータスタックはグリッド段スタックに対して平行に方向づけすることができ、カラムの方向に対して平行なグリッド段スタックのマトリクスの1つの側の別のカラムに配置することができる。この場合、上方向に繋がっておりバスバーに接続されている集電ジェネレータ段導体により、各ジェネレータスタックの出力を集めることができる。
本発明のさらに別の実施形態によれば、隣接するグリッドバスバーはn相を形成するように接続される。
本発明によるマトリクスコンバータの1つの別の実施形態では、mはnの整数倍であり、マトリクスコンバータは2つの段を有し、多相交流電流の各相が少なくとも1つの制御可能な双方向スイッチによって制御される該マトリクスコンバータの段は第1段であり、ジェネレータに直接接続されており、該マトリクスコンバータの第2のグリッド段はm/n個のグループの制御可能な双方向スイッチを有し、各グループは、出力交流電流の各相に個別に接続されたn個の並列の双方向スイッチを有し、該グリッド段は変圧器または負荷に直接接続されており、有利にはジェネレータから、m相が第1段の入力を形成し、m/n相は第1段の出力を形成し、第1段の有利には隣接するn個の出力相のグループが接続されており、このようにして形成されたm/n個の導体はそれぞれ、該マトリクスコンバータのグリッド段の相応のグループの各双方向スイッチに接続されている。
本発明はさらに、回転可能かつ同軸で取り付けられたステータおよびロータとハウジングとを有する改善された電気機器に関する。このハウジング内に基本的にステータおよびロータが配置されている。有利には、電気機器はジェネレータである。上記の他に付加的に電気機器は、多相交流電流を変換するための電子パワーユニットを有する。この多相交流電流はたとえば、機械的に誘導されるロータの回転に起因してステータによって供給される。
本発明のこの側面では、電子パワーユニットは別個のキュービクル内に配置され、この別個のキュービクルはハウジングの外側に配置され、実質的に半径方向にステータに隣接する。有利には電子パワーユニットは、上記で概説されたマトリクスコンバータである。
従来技術によれば、ジェネレータのステータで生成された交流電流を、マトリクスコンバータを有する所要スペースが大きいキュービクルに導き、このキュービクルはジェネレータの工業用建物の別個のエリアに配置されるのが典型的である。たとえば上記のDE‐A‐10051222で提案されているようなマトリクスコンバータを収容するためのこのようなキュービクルは、高電力ジェネレータ(たとえば150MWの機器)の場合には、たとえば高さ2mおよび長さ40mのキュービクルを必要とする約1000個のサイリスタを容易に有することができる。したがって高電力ジェネレータの場合には、マトリクスコンバータの所要スペースは非常に大きい場合があることが理解できる。PCT/EP2006/060617においてすでに提案されているように、基本的には、たとえば多段式のマトリクスコンバータを設けることにより、サイリスタの数を低減することができる。このようなトポロジーは、必要な高電力スイッチング素子の数を低減するだけでなく、所要スペースを低減することもできる。
マトリクスコンバータを有するキュービクルに非常に適した位置、または一般的には変換用の電子パワーユニットの非常に適した1つの位置は、ステータにちょうど横方向に隣接しており、電子パワーユニットとステータの端部巻線とを接続するコネクタは、散逸問題および漏れフィールドを最小に抑えるために可能な限り短くされることが判明している。
本発明の第1の実施形態では、ステータの軸は実質的に水平方向であり、キュービクルはハウジングの頂部に配置されている。また、キュービクルをハウジングの脇に取り付けられるように配置することもできる。電力プラント建物における典型的な空間条件は、通常はジェネレータの頂部に、有利にはマトリクスコンバータである電子パワーユニットのための空間が存在することを示している。
本発明の別の実施形態では、電気機器はジェネレータであり、電子パワーユニットは、上記で定義されたマトリクスコンバータである。キュービクルはたとえば、マトリクスコンバータのステータ側からの入力接続部が実質的に、該ステータの1つの側に端部巻線を有する1つの平面内にあり、この平面はロータの軸に対して垂直であるように配置される。そうすると実際には、キュービクルは基本的に、ジェネレータの頂部に設置され、マトリクスコンバータの入力端はジェネレータの軸方向の1つの端部に割り当てられて配置される。このような構成において、ステータの端部巻線からマトリクスコンバータの入力接続部までの導体がたとえば実質的にこの平面内に配置されている場合、該導体を非常に短く形成することができる。マトリクスコンバータのこの平面は有利には、ステータに対して実質的に正接に配置され、有利にはハウジングの上部に配置される。
ここでも、マトリクスコンバータのスイッチング可能な素子(典型的にはスイッチトサイリスタ、または相応に構成されたIGBT,IGCTまたはGTO)が、有利には規則的に配置された多数のスタックに配置され、これらのスタックは、マトリクスコンバータの平面に対して実質的に垂直な方向に配置されている。上記のBCTもこのようなスタックで使用することができ、これらのBCT素子は2つの逆平行の高電圧サイリスタを統合することに留意されたい。この場合、逆極性のスタックをマージして単独のスタックを構成することができる。
マトリクスコンバータ、またはより一般的には電子パワーユニットはジェネレータに直接隣接して配置されるので、振動問題が生じることがある。したがって別の実施形態では、キュービクル内に取り付けられるマトリクスコンバータは、ステータおよびロータから振動的に分離されるように該キュービクル内に取り付けられ、かつ/または、キュービクル全体がハウジングに、ステータおよびロータから振動的に分離されるかまたは一般的にはジェネレータから振動的に分離されるように取り付けられる。振動分離を行うためには、マトリクスコンバータおよび/またはキュービクルを減衰サポートに懸架し、かつ/または取りつけることができる。このような分離を実現するためには、ステータの端部巻線からマトリクスコンバータまでの導体は、たとえばフレキシブルな標準的導体等のフレキシブルな部材を有さなければならない。
別の実施形態では電気機器は、水平方向に方向づけされたジェネレータであり、該ジェネレータは、該ジェネレータのステータの端部巻線で得られる多相出力を生成し、該多相出力はジェネレータ相導体を使用して、該ジェネレータのハウジングの頂部のキュービクル内に配置されたマトリクスコンバータの入力端へ導かれ、該ジェネレータ相導体は垂直な部分を有し、適用可能であれば円周部分を有する。とりわけ、ステータの底部分からの相は円周部分によって集められる。
有利にはハウジングは頂部の開口を有し、キュービクルは底部壁に、少なくとも1つの貫通形の開口を有し、ジェネレータ相導体は、垂直部分でキュービクルの貫通形開口を通ってマトリクスコンバータの入力接続部まで繋がるように取り付けられる。ジェネレータ相導体またはジェネレータ相導体のグループは有利には、相互に干渉せずに(かつ/またはキュービクルの壁と干渉せずに)絶縁要件が可能な限り小さく抑えられるのを保証するように配置される。有利には、マトリクスコンバータは次のような第1のジェネレータ段、すなわち、ジェネレータの多相交流電流のm相のうちm/k相がスイッチング可能な素子(たとえばサイリスタ)のk個(k<m)のスタック(ジェネレータスタック)で制御され、m/k個のジェネレータ相導体のグループは、マトリクスコンバータへ供給するために、上方向へジェネレータスタックへ一緒に導かれる(これらはまだなお、相互に絶縁されている)。
従属請求項に本発明の別の実施形態が記載されている。
添付図面に本発明の実施形態が示されている。
図面は、本発明の実施形態を図解するためのものであって本発明を制限するためのものではなく、この図面を参照すると、図1には従来技術によるジェネレータ1が示されており、ここではスタータ15は、ハウジング2に取り付けられている。ステータの穿孔内にジェネレータのロータ16が取り付けられている。ここではロータはベアリング18によって担持され、ステータの両側で配置されている。ロータ16はシャフト14まで延在し、シャフト14は一方の側で、たとえば、ロータの回転のための機械的エネルギーを供給するタービンに結合されている。
ステータは各端子側に、自由なステータ巻線、端部巻線17を有し、ロータの回転に起因して発生するステータの出力電流は、最初にいわゆる相リングまたは円形リングによって収集された後に頂部開口19を介して該出力電流がハウジング外部に導かれることにより、グリッドへ導かれる。
このハウジングは一般的に楕円形であり、ステータの軸に対して平行な側壁21と頂部カバー22とを有し、該頂部カバー22に、上記の頂部開口19が位置している。通常は、複雑な冷却システムと冷媒循環システムとがハウジングとステータとロータとに設けられている。
図2は、上記のようなジェネレータ構成を斜視図で示しているが、ここでは、ステータの穿孔およびベアリングからロータが除去されており、冷却システム等が除去されている。ハウジング2の頂部壁22では、開口19はどちらかというと小さく、ステータの一方の側において端部巻線17のちょうど上に配置されている。より見やすくするため、円形リングと端部巻線の導体26にある絶縁スリーブ29とは除去されている。ここで、周囲に配置された絶縁性ブラケット25と、ステータ15の端部巻線の導体26とが認識できる。下記で詳細に説明するように、マトリクスコンバータを使用するために、ステータの多相出力を使用するマトリクスコンバータを使用するためにジェネレータを修正する場合、ステータ15の端部巻線に異なる接続を形成することができるように、図2で除去されている部分を除去しなければならない。以下でこのことを詳細に説明する。
図3は、その他に付加的にキュービクル27内のハウジング2の頂部に配置されたマトリクスコンバータも有する修正された上記のようなジェネレータを示す。次のような修正された端部巻線領域、すなわち、円形リングの代わりにステータの端部巻線17における各出力相がまず、接続導体30を使用して半径方向に外側に導かれる端部巻線領域が明確に見て取れる。これらの接続導体30は、端部巻線17の底部分に配置されている場合には、まず個別のジェネレータ相導体31を使用して円周方向に導かれる。このような導体のグループ(図中では3つの導体から成るグループ)は特定の位置で、ジェネレータ相導体32の垂直部分で上方向に垂直に案内されている。それゆえ、図3に示されており参照番号32を付与された垂直部分は実際には、相互に絶縁された3つの連続するジェネレータ相6のグループを指す。したがって、図3に示された構成で設けられているようなm=30個の個別のジェネレータ相は、ステータの1つの側では5つのグループ32で上方向に案内され、該ステータの他方の側では別の5つのグループで上方向に案内されている。図3ではより見やすくするため、これらの導体グループ32のうち左側半分のみが示されている。
ジェネレータのハウジング2の頂部にはキュービクル27が設けられている。このキュービクル27は底部壁40に、楕円形の貫通開口33を設けられており、この貫通開口33を通って導体グループ32は、実際に設けられているマトリクスコンバータ3まで案内されている。開口33と、個々の導体グループ33間の間隔とは、導体および/またはハウジングの間の短絡を回避するように選択される。ここで見て分かるように、マトリクスコンバータ3はキュービクル内27において、ステータの軸に対して正接の平面に配置されており、隣接してステータの頂部に配置されている。
図3では、コンバータの第1段である共用入力スイッチの第1のグループが見て取れる。以下ではこれを、ジェネレータ段8と称する。ジェネレータ段の後方にあって図3では見えないが、ここに共用出力スイッチの第2のグループ、変換器の第2段が配置されている。以下では、これをグリッド段9と称する。ジェネレータ段を形成するスイッチのスタックのグループは実質的に、ステータの端部巻線の平面内に配置されており、ステータの端部巻線とジェネレータ段8の個別のスタック35の入力導体との間に可能な限り小さい間隔がある。マトリクスコンバータの出力、変圧器または参照番号28によって示されたグリッドへの3つの相はキュービクル27外部へ側方で、該キュービクル27の側壁の3つの個別の貫通開口34によって供給される。
有利にはマトリクスコンバータは、ジェネレータの冷却システムとは別個の冷却システムを有することに留意されたい。水冷却が有利であるのに対し、ジェネレータは気体冷却を使用する。
図4から見て取れるように、マトリクスコンバータを有するキュービクル27を収容するためには、ジェネレータのハウジング2を僅かに修正しなければならない。図4a)から見て取れるように、この構成によるハウジング2は、小さい頂部開口19を有するだけである。しかし、キュービクル27を収容できるようにするためには、マトリクスコンバータを配置すべき端子末端部に支持壁を設けるのが有利であり、大抵の場合には、図4b)に示されているように大きい頂部開口37を有するように、ステータ15の端部巻線のちょうど上の開口を拡大するのが良い。このようにしてキュービクル27は、図4b)に示されているように、この支持構造体36の頂部に簡単に設置することができ、このことは、システムの固有のモジュール性と関連の利点とを呈する。
図5に、このようなキュービクルの詳細が示されている。通常はジェネレータと完全に異なる製造者によって提供されるこのようなキュービクルは、ジェネレータの構成にモジュール的に適合できる個別のユニットである。通常は、変圧器/グリッド28までの3つの相はこのハウジング27の外部へ、側方で側壁39を通って案内されるが、頂部壁38を介してこれらの相を外側へ案内することもできる。しかしこの場合には、以下に記載されているようなスタックの構成を逆さまに方向づけして、グリッドバスバー(以下を参照されたい)がマトリクスコンバータ3の頂部側に配置されるようにしなければならない。
図6に、ハウジングが除去された後の、図5に挙げられたハウジング内に配置できるマトリクスコンバータを示す。このマトリクスコンバータは、ジェネレータ端部巻線との間に接続部を提供するジェネレータ段8とグリッド段9とを有する2段のマトリクスコンバータである。計算によって、期待とは対照的にグリッド段にかかる負荷は、ジェネレータ段にかかる負荷より格段に大きいことが判明しており(9:1!)、スイッチング過程中に電力に耐えるためには、グリッド段に格段に多くの個別の電子的スイッチング素子を必要とする。図6〜8に示されたようなマトリクスコンバータの特定のトポロジーは、PCT/EP2006/060617に開示されたトポロジーと同様であるから、このトポロジーの詳細に関しては、特にこの文献を参照されたい。この文献の開示内容は、本願の開示内容に含まれるものとする。
図6から見て分かるように、マトリクスコンバータ3を図4に示されたようにジェネレータの頂部に配置する場合には、該マトリクスコンバータ3は実質的に、ジェネレータの主軸に対して正接面である平面47内に配置される。
マトリクスコンバータのジェネレータ段8は、高電力スイッチング素子の個別のスタック35のカラム67を有する。スイッチング素子35のこれらのスタックの詳細を、以下で詳しく説明する。これらスタック35はそれぞれ、上記ですでに概説したように、ジェネレータ段導体32の垂直部分によってジェネレータ段に接続された3つの給電引込導体48を有する。
これらのスタック35は平面47に対して実質的に垂直に方向づけされているので、いわゆるスタック方向61に対して平行である。ジェネレータ段8のジェネレータ段スタック35のこのカラムに隣接して、グリッド段9が設けられている。このグリッド段9は、個別のグリッド段スタック41の10個のロウ66によって構成されている。換言すると、これらのグリッド段スタックは正方形配列で規則的に配置されており、このグリッド段には6つの隣接するカラム67が存在する。個別のジェネレータ段スタック35の出力は、集電ジェネレータ段導体44によって集められる。この集電ジェネレータ段導体44はスタック35それぞれの出力を集めて、垂直に上方向にスタック41の上方の平面に導く。スタック41のアレイの頂部には、バスバー43と称される段間導体を分布する並列のアレイが設けられている。このバスバー43はジェネレータ段8から出発して、ジェネレータ段8のカラム67の方向に対して垂直な方向に延在する。これらのバスバー43は、グリッド段9の完全なロウ66にわたって延在する長さを有する。グリッド段9のスタック41の底部側にも導体が、すなわち集電グリッド導体が設けられており、これはグリッドバスバー42と称される。隣接するグリッドバスバー42,42′はグループに結合されて3つの相28を形成し、これらの相は変圧器またはグリッドに結合される。
BCTが使用される場合、2つの導体42および42′は単独の導体であることに留意されたい。
このトポロジーをより詳細に説明するため、図7にはマトリクスコンバータの1つの分岐のみが示されており、1つのジェネレータ段スタック35とグリッド段9の1つのロウ66とのみが示されている。見て分かるように、ロウ66において連続するスタック41のスイッチング素子の極性は交番している。このことは、円で囲まれた+および−によって概略的に示されている。このようなプラススタックとマイナススタック41との各対の出力が、対42,42′によって集められ、その後にグループ化されて、図6に示されているように3つの相38のうち1つを形成する。上記のBCT素子を使用する場合、プラススタックとマイナススタックとは1つのスタックにマージされることに留意されたい。
基本的に、図6に示された空間的配置のようなトポロジーは、図8に示されたようなトポロジーに相応する。図8のトポロジーは、ジェネレータ段8とグリッド段9とを有しかつ最小数のスイッチング素子または双方向スイッチ4を有する2段マトリクスコンバータで一般的なトポロジーである。この2段マトリクスコンバータの基本的コンセプトは、高位相次数のジェネレータを負荷に接続しなければならない場合に、マトリクスコンバータを使用することによってスイッチング素子の数が過度になることである。それゆえ、相数が増大すると、コストも寸法も劇的に増大してしまう。しかし、スイッチング素子(サイリスタ)の集まりをたとえば2つの部分に分割することができる。したがって、入力相6それぞれに個別の双方向スイッチング素子4を設けられている第1段8が得られる。その他に付加的に、出力スイッチも共用することができ、これによって、図8aに示されたような最終的なアーキテクチャが実現される。マトリクスコンバータのグリッド段9に所属する出力スイッチはm/n個のグループ12にグループ化され(特定の例ではこのことによって、図8に示されているように、15個のジェネレータ相6で5つのグループ12が得られる)、これらのグループ12はそれぞれ、出力相7の数に等しい数の双方向スイッチを有し(特定の例ではこのことは、図8aに示されているように、グループ12あたりの双方向スイッチ4は3つであることを意味する)、これらの双方向スイッチ4は、相応の出力相に個別に接続されている。
第1段8は第2段9に次のように接続されており、ここでは、ジェネレータのステータの円周方向に隣接するm個の入力相が非ジェネレータ側で結合され、単独の導体13を形成する。したがってこの構成では、入力相6の数は出力相7の数の整数倍でなければならない。図8aに示されたこのケースでは、15個の入力相6(m=15)と3つの出力相(n=3)とが存在し、これによって、上記で詳細に記載されているようにマトリクスコンバータの第2段9のグループ12の入力端に接続される導体13は5つになる。図8aではより見やすくするため、15個のジェネレータ相6のみが使用され、たとえば図6および7のマトリクスコンバータのように30個ではないことに留意されたい。図6および7に示されたようなトポロジーを得るためには、図8a)に示された構成を2倍にするだけでよい。
しかし、図6および7に示された上記の構成で、図8a)に示されたスイッチング素子のこのような基本的なトポロジー構成を認識するのは困難である。しかし何らかの分析を行えば、図8a)に示されたトポロジーを、図8b)に示された概略的なトポロジー表示にしたがって(ここでは、スタック35の給電導体48によって示されている30個のジェネレータ相に対して)構成し直すことができる。このトポロジーは、(2倍のジェネレータ相の)図8aに示されたトポロジーと等価であり、図8a)に示されたトポロジーと図6および7に示された構成とが等価であることが認識できる。
図6および7に示された構成の重要な利点の1つに、グリッド段9のスタック41のアレイの2つの反対側におけるグリッドバスバー42とバスバー43との直交方向づけにより、最大限に短い導体長さを有する極度にコンパクトな構成が得られ、可能な限り小さいスペース要件と可能な限り小さい散逸量とを有する高度にコンパクトかつ直観的かつメンテナンスしやすい構造が得られる。
図9に、1つのジェネレータ段スタック35が詳細に示されている。見て分かるように、これらスタック35はそれぞれ6つの高電力スイッチング素子10すなわちサイリスタを有し、これは相互の頂部に積層されている。このスタックは、底部プレート49および頂部プレート50を有する構造体によって一緒に保持され、これらは4つの平行なロッド51によって一緒に保持され、これらのロッド51はナット52の対によって一緒にねじ留めされ、これらのナット52は、該ロッドの端部のスレッディング53にねじ留めされる。この構造体は、スイッチング素子における高圧縮パワーを維持するのに必要である。ジェネレータ側では、スタック35は3つの給電引込導体48を相互の頂部に有する。出力側では、グリッド段9の方向に、1つのスタックの4つの引出導体54(頂部の引出導体は図9には示されていない)が集電ジェネレータ段導体44に接続されており、これによって、図8b)において認識しやすくなっているトポロジーが得られる。さらに、このようなシステムで散逸される電力が高いことに起因して、次のような複雑な冷却システム、すなわち、冷媒が冷却ボックス55aを介してスイッチング素子間で、冷媒に対する入口/出口を有する冷却ダクト55によって供給される冷却システムが提案される。この冷媒はたとえば、非イオン性の水または別の冷媒である。
図10に、グリッド段スタック41が斜視図で示されている。電流が実質的に一般的に水平方向に流れる上記のジェネレータ段スタック35とは対照的に、連続したスイッチング可能な素子を有するグリッド段スタック41では、実質的に垂直方向に流れる。見て分かるように、これらのスタック41はそれぞれ、等しい極性を有する8つのスイッチング素子10のスタックである。このスタックも底部プレート57と頂部プレート58とによって一緒に保持され、各エッジには4つのロッド51が設けられており、これらのロッド51は、スレッディング53にねじ留めされたナット52によって上記2つのプレートを一緒に保持する。
すでに上記で概説したように、グリッドバスバー42およびバスバー43は垂直に方向づけされる。したがってこれに相応して、このようなスタック41の頂部側のバスバーとの接続部が給電引込導体59によって形成される。これには、バスバーを引き取るためのスロット60が設けられている。これらの各スタック41の底部側には引出導体61が設けられており、この引出導体61にもスロット60′が設けられている。このスロット60′は、上方のスロット60に対して垂直に方向づけされている。このようにして、高度にモジュール的でありかつ置換しやすいシステムが、高密度のスイッチング素子で設けられる。ここでも個別のスイッチング素子の冷却を実現することができ、相応の吸入開口と排出開口とを認識できるが、より見やすくするために個別の接続は示されていない。
図11に、ステータ17の修正された端部巻線領域の詳細が示されている。上記ですでに述べたように、従来技術による構成の円形リングは除去され、異なる構造体に置換されている。実際には、個別の各ジェネレータ相または相応の導体63はまず、半径方向に外側に向かって、半径方向の接続導体30によって接続されている。この接続導体30は、端部巻線の銅導体63のスロット64内の適切に適合された接続クランプ65を使用して、該銅導体63に接続するのが最も簡単である。この接続導体30はL字形であり、次に、ジェネレータ相導体の円周部分31に接続される。円周方向に隣接するジェネレータ相はそれぞれ個別に、上記のような円周部分31,31′,31″および31’’’に接続されており、これらの円周方向の導体のスタックが形成される。これらの導体はもちろん相互に絶縁される。図3から見て分かるように、導体31のこのようなグループの適切な半径上の位置に達すると、これらは垂直に上方向に、3つの導体のグループにおける垂直部分32で案内される。これらの個別のジェネレータ相はむしろ小さい電圧を有する事実に起因して、これらの導体で必要とされる絶縁性は小さい。
1 ジェネレータ
3 ジェネレータのハウジング
3 マトリクスコンバータ
4 双方向スイッチ
5 変圧器
6 多相交流電流
7 出力交流電流
8 共用入力スイッチのグループ、コンバータの第1段、ジェネレータ段
9 共用出力スイッチのグループ、コンバータの第2段、グリッド段
10 スイッチング素子、サイリスタ
12 双方向スイッチのグループ
13 導体
14 ジェネレータのシャフト
15 ジェネレータのステータ
16 ジェネレータのロータ
17 ステータの端部巻線
18 シャフトのベアリング
19 コンダクタをグリッド等へ貫通案内するための、ジェネレータのハウジングの頂部開口
20 2の端面壁
21 2の側壁
22 2の頂部カバー
23 ステータの穿孔
25 絶縁ブラケット
26 端部巻線の導体
27 マトリクスコンバータのハウジング、キュービクル
28 変圧器/グリッドへの相リード
29 26のカバー、絶縁スリーブ
30 接続導体
31 ジェネレータ相導体(円周部分)
32 ジェネレータ相導体(垂直部分)、3から成るグループ
33 32に対する27の貫通開口
34 28に対する27の貫通開口
35 ジェネレータ段スタック
37 27に対する頂部開口
38 27の頂部壁
39 27の側壁
40 27の底部壁
41 グリッド段スタック
42 集電グリッド導体。リード28で終端する。
43 段間の分布導体、バスバー
44 集電ジェネレータ段導体
45 マトリクスコンバータの頂部側
46 マトリクスコンバータの底部側
47 マトリクスコンバータの平面
48 35の導体におけるフィード
49 35の底部プレート
50 35の頂部プレート
51 ロッド
52 ナット
53 スレッディング
54 35の引出導体
55 冷却ダクト
56 吸入/排出される冷媒
57 41の底部プレート
58 41の頂部プレート
59 41の導体におけるフィード
60 スロット
61 41の引出導体
62 34および41のスタック方向
63 17の銅導体
64 63のスロット
65 63にある接続クランプ
66 41のロウ
67 41のカラム
68 41の電流の流れの極性
3 ジェネレータのハウジング
3 マトリクスコンバータ
4 双方向スイッチ
5 変圧器
6 多相交流電流
7 出力交流電流
8 共用入力スイッチのグループ、コンバータの第1段、ジェネレータ段
9 共用出力スイッチのグループ、コンバータの第2段、グリッド段
10 スイッチング素子、サイリスタ
12 双方向スイッチのグループ
13 導体
14 ジェネレータのシャフト
15 ジェネレータのステータ
16 ジェネレータのロータ
17 ステータの端部巻線
18 シャフトのベアリング
19 コンダクタをグリッド等へ貫通案内するための、ジェネレータのハウジングの頂部開口
20 2の端面壁
21 2の側壁
22 2の頂部カバー
23 ステータの穿孔
25 絶縁ブラケット
26 端部巻線の導体
27 マトリクスコンバータのハウジング、キュービクル
28 変圧器/グリッドへの相リード
29 26のカバー、絶縁スリーブ
30 接続導体
31 ジェネレータ相導体(円周部分)
32 ジェネレータ相導体(垂直部分)、3から成るグループ
33 32に対する27の貫通開口
34 28に対する27の貫通開口
35 ジェネレータ段スタック
37 27に対する頂部開口
38 27の頂部壁
39 27の側壁
40 27の底部壁
41 グリッド段スタック
42 集電グリッド導体。リード28で終端する。
43 段間の分布導体、バスバー
44 集電ジェネレータ段導体
45 マトリクスコンバータの頂部側
46 マトリクスコンバータの底部側
47 マトリクスコンバータの平面
48 35の導体におけるフィード
49 35の底部プレート
50 35の頂部プレート
51 ロッド
52 ナット
53 スレッディング
54 35の引出導体
55 冷却ダクト
56 吸入/排出される冷媒
57 41の底部プレート
58 41の頂部プレート
59 41の導体におけるフィード
60 スロット
61 41の引出導体
62 34および41のスタック方向
63 17の銅導体
64 63のスロット
65 63にある接続クランプ
66 41のロウ
67 41のカラム
68 41の電流の流れの極性
Claims (19)
- 多相交流電流(6)を所望の出力交流電流(7)に変換するためのマトリクスコンバータ(3)において、
該多相交流電流(6)のm相が複数の制御可能な双方向スイッチ(4)によって、負荷のn相(n<m)を有する出力交流電流に変換され、
該多相交流電流(6)の各相(6)が制御可能な双方向スイッチ(4)によって制御される少なくとも1つの段(8,9)が設けられており、
該少なくとも1つの段(8,9)は、スイッチング素子(10)の段スタック(41)の2次元アレイによって構成されており、
該段スタック(41)は、該マトリクスコンバータ(3)の平面(47)に対して平行なスタック方向(62)に沿って相互に実質的に平行に配置されており、
該段スタック(41)の入力は、該段スタック(41)の一方の側に配置されたバスバー(43)によって供給され、該バスバー(43)は該マトリクスコンバータ(3)の平面(47)に対して実質的に平行な面内に配置されており、
該段スタック(41)の出力は、該段スタック(41)の他方の側に配置されたグリッドバスバー(42)によって集められ、該グリッドバスバー(42)は該マトリクスコンバータ(3)の平面(47)に対して実質的に平行な面内に配置されていることを特徴とする、マトリクスコンバータ。 - 前記バスバー(43)は前記グリッドバスバー(42)に対して実質的に直交して配置されている、請求項1記載のマトリクスコンバータ。
- m/n個のバスバー(43)と2n個のグリッドバスバー(42)とが設けられている、請求項1または2記載のマトリクスコンバータ。
- 少なくとも2つの段(8,9)を有し、
少なくとも1つの段(8)において前記多相交流電流(6)の各相(6)は、制御可能な双方向スイッチ(4)によって制御され、
該多相交流電流(6)の各相(6)が制御可能な双方向スイッチ(4)によって制御される段(8)は第1段であり、ジェネレータ(1)に直接接続されており、
前記マトリクスコンバータの少なくとも1つのグリッド段(9)において、制御可能な双方向スイッチ(4)のm/n個のグループ(12)が設けられており、
該m/n個の各グループ(12)は、前記出力交流電流(7)の各相に個別に接続されたn個の並列の双方向スイッチ(4)を有し、
該グリッド段(9)は該マトリクスコンバータの最終段であり、変圧器(5)または負荷に直接接続されており、
該グリッド段(9)は、スイッチング素子(10)のグリッド段スタック(41)の2次元アレイによって構成されており、
該グリッド段スタック(41)は、該マトリクスコンバータ(3)の平面(47)に対して垂直なスタック方向(62)に沿って、相互に実質的に平行に配置されており、
該グリッド段スタック(41)の入力は、該グリッド段スタック(41)の一方の側に配置されたバスバー(43)によって供給され、該バスバー(43)は該マトリクスコンバータ(3)の平面(47)に対して実質的に平行な面内に配置されており、
該グリッド段スタック(41)の出力は、該グリッド段スタック(41)の他方の側に配置されたグリッドバスバー(42)によって集められ、該グリッドバスバー(42)は該マトリクスコンバータ(3)の平面(47)に対して実質的に平行な面内に配置されている、請求項1から3までのいずれか1項記載のマトリクスコンバータ。 - 前記グリッド段(9)に、2n個のスタック(41)を有するk個のロウ(66)と、該ロウ(66)に対して直交して2n個のカラム(67)とを有する規則的な配列体が設けられており、
該k個のロウ(66)は、有利には交番極性であり、
該2n個のカラム(67)は、有利には等しい極性を有する、請求項4記載のマトリクスコンバータ。 - 前記バスバー(43)は前記ロウ(66)に対して平行であり、
前記グリッドバスバー(42)は前記カラム(67)に対して平行である、請求項5記載のマトリクスコンバータ。 - 前記第1段(8)において、前記ジェネレータ(1)の多相交流電流(6)のm相のうちm/k相は、スイッチング素子のk個のジェネレータスタック(35)で制御され、
該ジェネレータスタック(35)は有利には、前記グリッド段スタック(41)に対して平行に方向づけされ、前記カラム(67)の方向に対して平行である該グリッド段スタック(41)のマトリクスの1つの側において別のカラムに配置されている、請求項4から6までのいずれか1項記載のマトリクスコンバータ。 - 各ジェネレータスタック(35)の出力は、上方向に延在し前記バスバー(43)に接続された集電ジェネレータ段導体(42)に集められる、請求項7記載のマトリクスコンバータ。
- 隣接するグリッドバスバーが接続され、n個の相(28)が形成される、請求項1から8までのいずれか1項記載のマトリクスコンバータ。
- mはnの整数倍であり、
2つの段(8,9)が設けられており、前記多相交流電流(6)の各相(6)が少なくとも1つの制御可能な双方向スイッチ(4)によって制御される前記マトリクスコンバータの段(8)は第1段(8)であり、ジェネレータ(1)に直接接続されており、
該マトリクスコンバータの第2のグリッド段(9)は、m/n個のグループ(12)の制御可能な双方向スイッチ(4)を有し、各グループ(12)は、前記出力交流電流(7)の各相に個別に接続されたn個の並列の双方向スイッチ(4)を有し、
該グリッド段は変圧器(5)または負荷に直接接続されており、
有利には該ジェネレータ(1)から、m相が該第1段(8)の入力を形成し、
m/n相は該第1段(8)の出力を形成し、
該第1段(8)の有利には隣接するn個の出力相のグループが接続されており、
このようにして形成されたm/n個の導体(13)はそれぞれ、該マトリクスコンバータの該グリッド段(9)の相応のグループ(12)の各双方向スイッチ(4)に接続されている、請求項1から9までのいずれか1項記載のマトリクスコンバータ。 - 回転可能かつ同軸に取り付けられたステータ(15)およびロータ(16)を有する電気機器(1)において、
ハウジング(2)と、多相交流電流を変換するための請求項1から10までのいずれか1項記載のマトリクスコンバータ(3)とを有し、
該ハウジング(2)内に基本的に、該ステータ(15)およびロータ(16)が配置されており、
該マトリクスコンバータ(3)は別個のキュービクル(27)内に配置されており、
該別個のキュービクル(27)は該ハウジング(2)の外側に配置されており、該ステータ(15)に実質的に半径方向に隣接して配置されていることを特徴とする、電気機器。 - 前記ステータ(15)の軸は実質的に水平方向であり、
前記キュービクル(27)は前記ハウジング(2)の頂部に配置されている、請求項11記載の電気機器。 - ジェネレータ(1)であり、
前記マトリクスコンバータ(3)のステータ側からの入力接続部(48)は実質的に、前記ステータ(15)の1つの側にある端部巻線を有する1つの平面内にあり、
該平面は、前記ロータ(16)の軸に対して垂直であり、
該ステータ(15)の端部巻線から該マトリクスコンバータ(3)の入力接続部(48)までの導体(32)が実質的に該平面内に配置されている、請求項11または12記載の電気機器。 - 前記マトリクスコンバータ(3)のスイッチング可能な素子(10)は複数のスタック(35,41)に配置されており、
該スタック(35,41)は、該マトリクスコンバータ(3)の平面(47)に対して実質的に垂直な方向(62)に配置されており、
該マトリクスコンバータ(3)の平面(47)は、前記ステータ(15)に対して実質的に正接に配置されており、有利には前記ハウジング(2)の上部に配置されている、請求項13記載の電気機器。 - 前記マトリクスコンバータ(3)は、前記ステータ(15)およびロータ(16)から振動分離されるように前記キュービクル(27)内に配置され、かつ/または、
該キュービクル(27)は、該ステータ(15)およびロータ(16)から振動分離されるように前記ハウジング(2)に取り付けられている、請求項11から14までのいずれか1項記載の電気機器。 - 振動分離を行うために、前記マトリクスコンバータ(3)および/または前記キュービクル(27)は、減衰サポートに懸架および/または取り付けられている、請求項15記載の電気機器。
- 水平方向に方向づけされたジェネレータ(1)であり、
該ジェネレータ(1)は、該ジェネレータ(1)のステータ(15)の端部巻線で得られる多相出力を生成し、
該多相出力(6)はジェネレータ相導体(31,32)によって、該ジェネレータ(1)のハウジング(2)の頂部のキュービクル(27)内に配置された前記マトリクスコンバータ(3)の入力端へ導かれ、
該ジェネレータ相導体(31,32)は垂直方向の部分を有し、適用可能である場合には円周方向の部分(31)を有する、請求項11から16までのいずれか1項記載の電気機器。 - 前記ハウジング(2)は頂部開口(37)を有し、
前記キュービクル(27)は底部壁に貫通開口(33)を有し、
前記ジェネレータ相導体(31,32)は、該キュービクル(27)の貫通開口(33)を通って前記マトリクスコンバータ(3)の入力接続部(35,41)まで繋がるように取り付けられている、請求項17記載の電気機器。 - 前記マトリクスコンバータは次のような第1段(8)、すなわち、前記ジェネレータ(1)の多相交流電流(6)のm相のうちm/k相が、スイッチング可能な素子のk個のスタック(35)で制御される第1段(8)を有し、
該マトリクスコンバータ(3)への供給を行うために、m/k個のジェネレータ相導体(31,32)のグループが一緒に上方向に案内されている、請求項18記載の電気機器。
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