SU778719A3 - Rectifying device of electric machine rotor - Google Patents

Abstract

A plurality of individual semiconductor diode wafers secured to the rotor of a synchronous machine rectify AC from an excitation power source to provide DC to the main rotating field element. The diode wafers, connected as either a half wave or a full wave rectifier, are contained within a housing to form a rectifier assembly. The assembly is mounted directly on an inner surface of the housing carried on the shaft of the machine. The assembly is provided with suitable passageways or surfaces for a nonelectrically conductive cooling medium. In one embodiment, the cooling medium, as oil or air, traverses the surface of the diode wafers to provide high efficiency heat removal. In another embodiment the cooling medium traverses a heat sink on which the wafers are mounted to provide high efficiency heat removal.

Description

На фиг. 1 представлен продольный разрез выпр мительного узла электрической машины; на фиг. 2 - схема трехфазного двухполупериодного соединени  полупроводниковых элементов; на фиг. 3 - схема трехфазного однополунериодного соединени  полупроводниковых элементов; на фиг. 4 поперечный разрез узла; на фиг. 5 - коробка с выводными штыр ми; на фиг, 6 - основание , коробки с радиаторами и полупроводниковыми элементами; на фиг. 7 - одна из секций коробки с полупроводниковыми элементами.FIG. 1 shows a longitudinal section of a rectifying unit of an electric machine; in fig. 2 is a diagram of a three-phase, full-wave connection of semiconductor elements; in fig. 3 is a diagram of a three-phase single-half-period connection of semiconductor elements; in fig. 4 cross-section of the node; in fig. 5 - a box with discharge pins; Fig 6 is a base, boxes with radiators and semiconductor elements; in fig. 7 - one of the sections of the box with semiconductor elements.

Выпр мительный узел ротора электрической машины содержит несуш,ий элемент 1, выполненный в виде стакана и закрепленный на валу 2 ротора, полупроводниковые элементы 3, имеющие анодные 4 и катодные 5 поверхности, н выводные штыри 6. Во внутренней полости несуш,его элемента 1 расположена коробка 7, имеюш,а  торцовую поверхность 8, основание 9, крышку 10 и отверсти  И дл  прохождени  хладагента и охватывающа  вал 2 с образованием зазора 12 дл  прохождени  хладагента.The rectifying unit of the rotor of the electric machine contains a power element 1, made in the form of a glass and fixed on the rotor shaft 2, semiconductor elements 3 having anode 4 and cathode 5 surfaces, and output pins 6. In the internal cavity, the element 1 is located The box 7 is provided, and the end surface 8, the base 9, the lid 10 and the coolant passage holes AND and the circumference of the shaft 2 form a gap 12 for the passage of the coolant.

Полупроводниковые элементы 3 размещены на основании 9 коробки 7 и покрыты слоем из непроницаемого дл  охлаждающей среды материала, днище 13 стакана 1 может быть выполн ено за единое целое с основанием 9- йоробки 7 из токопровод щего материалами сопр жено с анодными иоверхност ми одних и с катодными поверхност ми других полупроводниковых элементов.The semiconductor elements 3 are placed on the base 9 of the box 7 and are covered with a layer of coolant-impermeable material, the bottom 13 of the cup 1 can be made integrally with the base 9 of the housing 7 of the conductive materials matched with the anodic surfaces of the same and the cathodic surfaces of other semiconductor elements.

Выпр мительный узел имеет выполненные из токопровод щего материала охлаждаемые хладагентом радиаторы 14, в этом случае днище 13 стакана 1 выполнено из электроизол ционного материала и радиаторы 14 закреплены на днище 13, причем одни радиаторы сопр жены с анодным, а другие радиаторы - с катодными поверхност ми полупроводниковых элементов, а само днище 13 имеет в своей периферийной части отверсти  15 дл  прохождени  хладагента .The rectifying unit has refrigerant cooled radiators 14 made of a conductive material, in this case the bottom 13 of the cup 1 is made of an electrically insulating material and the radiators 14 are fixed to the bottom 13, and some radiators are fitted with anodic surfaces and other radiators with cathodic surfaces semiconductor elements, and the bottom 13 itself has in its peripheral part of the hole 15 for the passage of the refrigerant.

Коробка 7 может состо ть из нескольких радиально расположенных отдельных секций 16, кажда  из которых имеет отверсти  15 дл  хладагента, расположенные по окружности в зоне сопр л :ени  крышки 10 с основанием 9 н в зоне сопр жени  крышки 10 с валом 2.The box 7 may consist of several radially arranged separate sections 16, each of which has openings 15 for the refrigerant, located circumferentially in the interface area: the cover 10 with the base 9n in the interface area of the cover 10 with the shaft 2.

В выпр мительном узле может быть использована как однонолупериодна  схема, составленна  из трехдиодного блока 17, так п двухполупёрнодна  схема выпр млени , составленна  из трех пар диодов 18. Размещение полупроводниковых элементов в коробке, сопр женной с несущим элементом , наличие отверстий дл  прохождени  хладагента позвол ет значительно повысить эффективность охлаждени  выпр мительного узла и в целом повысить надежность электрической машины за счет обеспечени In a rectifying unit, a one-wavelength circuit composed of a three-diode block 17 can be used, as well as a two-wavelength straightening circuit composed of three pairs of diodes 18. The placement of semiconductor elements in the box coupled to the carrier element allows the passage of coolant significantly improve the cooling efficiency of the rectifier assembly and, in general, increase the reliability of the electric machine by providing

возможности непосредственного обтекани  хладагентом полупроводниковых элементов, а в случае наличи  радиаторов - обтекани  хладагентом и радиаторов. 5the possibility of direct flow of semiconductor elements by a coolant, and in the case of the presence of radiators, flow of coolant and radiators. five

Claims (6)

1.Выпр мительный узел ротора электрической мащины, содержаший несущий элемент, закрепленный на валу ротора, и полупроводниковые элементы, закрепленные на несущем элементе и имеющие анодные ц катодные поверхности и выводные щтыри, о т л и ч а ю нд II и с   тем, что, с целью повышени  эффективности охлаждени  ц надежности , он снабжен коробкой, имеющей отверсти  дл  прохождени  хладагента, крышкой с торцовой поверхностью и основанием , несущий элемент выполнен в виде1. A discharge unit of the rotor of the electric mashina, containing a carrier element, mounted on the rotor shaft, and semiconductor elements mounted on the carrier element and having anode centers and cathode surfaces and output shafts, so that In order to increase the cooling efficiency and reliability, it is provided with a box having openings for the passage of a refrigerant, a lid with an end surface and a base, the carrier element is designed as 0 стакана, во внутренней полости которого расположена указанна  коробка, охватывающа  вал с образованием зазора дл  прохождени  хладагента, причем полупроводниковые элементы покрыты слоем из непроницаемого дл  охлаждающей среды материала и размещены на основании коробки.0 cup, in the inner cavity of which the said box is located, covering the shaft with the formation of a gap for the passage of the refrigerant, the semiconductor elements being covered with a layer of coolant-impermeable material and placed on the base of the box. 2.Выпр мительный узел по п. 1, отличающийс  тем; что днище стакана выиолиено из токопровод щего материала за2. The rectifier assembly of claim 1, wherein; that the bottom of the glass is made of conductive material for 0 единое целое с основанием коробки и сопр /кено с анодными поверхност ми одних полупроводниковых элемеитов и с катодными поверхност ми других полупроводниковых элементов.0 is integral with the base of the box and the interface between the anode surfaces of some semiconductor elements and the cathode surfaces of other semiconductor elements. 3.Выпр мительный узел по п. 1, отличающийс  тем, что он снабжен выполненными из токопровод щего материала охлаждаемыми хладагентом радиаторами, днище выполнено из электроизол ционного материала и радиаторы закреплены на днище , причем одни из радиаторов сопр жены с анодными поверхност ми одних полупроводниковых элементов, а другие радиаторы- с катодными поверхност ми остальных полупроводниковых элементов.3. The heating assembly according to claim 1, characterized in that it is provided with coolant cooled radiators made of conductive material, the bottom is made of electrical insulating material and the radiators are fixed to the bottom, and one of the radiators is coupled with the anode surfaces of some semiconductor elements and other radiators with cathode surfaces of the remaining semiconductor elements. 4. Выпр мительный узел по пп. 1-3, отличающийс  тем, что днище стакана в своей периферийной части имеет отверсти  дл  прохождени  хладагента.4. Rectifier assembly according to claims. 1-3, characterized in that the bottom of the glass in its peripheral part has openings for the passage of the refrigerant. 0 0 5. Выпр мительный узел по пп. 1-4, отличающийс  тем, что указанна  коробка состоит из нескольких радиально расположенных отдельных секций, кажда  из которых имеет отверсти  дл  хладагента.5. Rectifier assembly according to claims. 1-4, characterized in that said box consists of several radially arranged separate sections, each of which has openings for a refrigerant. 5 five 6. Выпр мительный узел по пп. 1-5, отличающийс  тем, что упом нутые отверсти  секций коробки расположены но окружности в зоне сопр жени  крышки с основанием и в зоне сопр жени  крышки с6. Rectifier assembly according to claims. 1-5, characterized in that said openings of the sections of the box are located circumferentially in the interface area of the lid with the base and in the interface area of the cover with валом.shaft. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1. Патент США № 3059168, кл. 310-52, 1966.1. US Patent No. 3059168, cl. 310-52, 1966. Фиг. 2FIG. 2 Ipifz.SIpifz.S