DE2747229A1

DE2747229A1 - Mehrphasenvollweggleichrichter

Info

Publication number: DE2747229A1
Application number: DE19772747229
Authority: DE
Inventors: Maurice James Allport; Robert Hemmings; Alan Raymond Moore
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1976-10-22
Filing date: 1977-10-21
Publication date: 1978-04-27
Also published as: FR2368800B1; US4169282A; ES463463A1; AU2988977A; ZA776167B; GB1589717A; AU503916B2; FR2368800A1; JPS5353732A; IN148846B

Description

Lucas Industries Limited
Great King Street
Birmingham B 19 2XF, England

Mehrphasenvollweggleichrichter

Die Erfindung betrifft einen Mehrphasenvollweggleichrichter, der u.a. für einen Wechselstromgenerator benutzt werden kann. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anordnung, die einen Wechselstromgenerator und einen Mehrphasenvollweggleichrichter umfaßt.

Aufgabe der Erfindung ist es, solche Mehrphasenvollweggleichrichter so auszubilden, daß sowohl ihre Herstellung vereinfacht als auch der Gleichrichter verbessert wird, insbesondere seine Zuverlässigkeit auch bei Erschütterungen, wie sie z.B. bei Verwendung in Fahrzeugen vorkommen, die Wärmebelastung der Dioden verringert wird und eine Anpassung an die Arten der Anschlüsse verschiedener Normen erleichtert wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine erste Platte und eine dazu im wesentlichen parallele Platte einen ersten bzw. zweiten Satz von Dioden tragen, die Anschlüsse der Dioden des ersten Satzes sich durch Löcher der zweiten Platte erstrecken, ein elektrisches Verbindungselement die Anschlüsse jeder dieser Dioden mit einem Anschluß einer entsprechenden Diode des zweiten Satzes verbindet, ein weiterer Satz von Dioden vorgesehen ist, bei denen ein Anschluß mit einem der Verbindungselemente verbunden ist und ein gemeinsames elektrisches Verbindungselement die anderen Anschlüsse der Dioden des dritten Diodensatzes miteinander verbindet und dieses Verbindungselement wärmeleitend ist und Ausnehmungen für die Aufnahme der letztgenannten Dioden aufweist.

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Vorzugsweise sind die Ausnehmungen derart, daß sie die Körper der Dioden erfassen können. Dabei kann das gemeinsame elektrische Verbindungselement aus zwei miteinander elektrisch verbundenen Platten bestehen, wobei die Ausschnitte zwischen diesen Platten liegen. Bei einer anderen Ausführungsform kann das gemeinsame elektrische Verbindungselement aus einem Teil bestehen, das Ausschnitte und Teile aufweist für das Halten der Dioden in den Ausschnitten.

Die erste Platte des gemeinsamen Verbindungselements weist eine Anzahl von im wesentlichen U-förmigen Teilen auf, die durch Teile der zweiten Platte des gemeinsamen Verbindungselements geschlossen sind, wobei die Ausschnitte die Form von an ihren Enden offenen Durchlässen haben. Vorzugsweise sind die Enden der Arme der U-förmigen Teile mit verformbaren Zungen versehen, die durch entsprechende Schlitze der zweiten Platte des gemeinsamen Verbindungselements hindurchsteckbar und dann umbiegbar sind, um die beiden Platten zusammenzuhalten. Dabei ist es zweckmäßig, die U-förmigen Teile miteinander durch ein Plattenteil zu verbinden, das öffnungen hat für die Aufnahme der anderen Anschlüsse der Dioden des dritten Diodensatzes. Vorzugsweise besitzt die erste Platte des gemeinsamen Verbindungselements mit öffnungen versehene Schenkel, die an mit öffnungen versehenen Teilen der zweiten Platte defl Verbindungselements anliegen, um dies Verbindungselement an dem übrigen Gleichrichtet zu befestigen. Ein Gleichrichter dieser Art kann insbesondere benutzt werden mit einem Mehrphasenstator und einem Rotor, wobei jede Phase des Stators elektrisch mit einem der genannten Verbindungselemente verbunden ist, die den erwähnten Anschluß jeder Diode des ersten Diodensatzes mit der entsprechenden Diode des zweiten Diodensatzes verbinden.

Es ist zweckmäßig, daß jedes der genannten Verbindungselemente, der die Anschlüsse jeder Diode des ersten Diodensatzes mit der entsprechenden Diode des zweiten Diodensatzes verbindet, einen Ausschnitt solcher Art aufweist, daß eine elektrische Leitung entsprechender Form in dem Ausschnitt durch Einschnappen befestigbar ist.

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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Mehrphasenvollweggleichrichter gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Gleichrichterteil des in Fig. 1 dargestellten Mehrphasenvollweggleichrichters,

Fig. 3 ist eine Seitenansicht des in Fig. 2 gezeigten Gleichrichterteils,

Fig. 4 zeigt in Draufsicht und größerem Maßstab ein Verbindungselement, das einen Teil des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Gleichrichters ist,

Fig. 5 zeigt in Draufsicht und in größerem Maßstab ein

anderes Verbindungselement des Gleichrichterteils,

Fig. 6 ist eine Seitenansicht des in Fig. 5 dargestellten Elements.

Der in Fig. 1 dargestellte Wechselstromgenerator besitzt ein zusammengesetztes Gehäuse 10, einen in dem Gehäuse mittels Lager 12 und 13 gelagerten Rotor 11 und einen den Rotor 11 umgebenden Stator 1Ί. Er weist ferner eine Gleichrichteranordnung 15 auf, die mit dem Stator 14 über Leitungen 16 verbunden ist, eine auf der Generatorwelle 18 sitzende Schleifringanordnung 17, ein Kunststoffgehäuse 19 für nicht dargestellte Buchsen für die Schleifringanordnung und einen Spannungsregler 20.

Die Gleichrichteranordnung 15 umfaßt zwei elektrisch leitende Platten 21 und 22 mit versenkten Löchern, in denen jeweils Sätze von 3 Dioden 23 bzw. 2k angeordnet sind. Die beiden Platten 21 und 22 liegen in einem Abstand voneinander parallel zueinander. Die erste Platte 21 liegt nahe einer Endwand 25 des Generatorgehäuses IQ₄^ ße^.de^ PdÄtfcej? ²¹ und 22 haben eine Bogen-

form und sind so angeordnet, daß die Anschlüsse 26 der erst-Genannten Dioden 23 sich durch Löcher 27 der zweiten Platte erstrecken, wobei diese Löcher 27 genügend groß sind, um eine unmittelbare Verbindung zwischen den Anschlüssen 26 mit der zweiten Platte 22 zu verhindern. Die Anschlüsse 28 der Dioden 24 erstrecken sich in einer von der Platte 21 fortweisenden Richtung. Jeder Anschluß 26 ist elektrisch mit einem entsprechenden Anschluß 28 durch ein aus Metallblech bestehendes Verbindungselement 29 verbunden. Das Verbindungselement 29 ist auf der Platte 22 mittels Schrauben 30 und Isolierbuchsen 31 befestigt, so daß es von der Platte 22 elektrisch isoliert ist. Die Platten 21 und 22 werden durch die Schrauben im gewünschten Abstand voneinander gehalten. Die Schrauben 30 gehen durch elektrisch isolierende Buchsen 34, die zwischen den Platten 21 und 22 angeordnet sind, so daß diese elektrisch voneinander isoliert sind.

Die Gleichrichteranordnung 15 umfaßt ferner einen Satz von drei Felddioden 36 und ein diese elektrisch verbindendes Verbindungselement 37. Einer der Anschlüsse 38 jeder der Dioden 36 ist unmittelbar an das Verbindungelement 37 angelötet, während der andere Anschluß 39 jeder Diode 36 unmittelbar an einem entsprechenden Anschluß des Verbindungselements 29 angelötet ist. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, besitzt jedes Verbindungselement 29 Finger mit versenkten Löchern zur Aufnahme der entsprechenden Anschlüsse 26, 28 und 39· Das Verbindungsstück 37 besteht aus zwei Platten MO und Ml (s. insbesondere Fig. 4 bis 6). Die Platte MO besitzt einen bogenförmigen Teil 42 mit einem Paar nach unten abgekröpfter mit öffnungen versehener Schenkel 1*3 sowie drei nach unten abgekröpfter Teile 44 von der Form eines umgekehrten U. Der Bogenteil 42 hat an den Stellen, dan denen die Teile 44 abgekröpft sind, versenkte Löcher 45 zur Aufnahme der Anschlüsse 38 der Dioden 36. Die U-förmigen Teile 44 sind so groß, daß sie die Körper der Dioden 36 aufnehmen können; sie haben ferner nach unten gerichtete, deformierbare Zungen 46. Die Platte 40 besitzt ferner einen versenkten ovalen Schlitz

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Die zweite Platte 41 ist im wesentlichen eben, abgesehen von einem geschlitzten abgekröpften Schenkel 47 der Platte. Sie weist zwei Öffnungen 48 auf, die den Öffnungen der Schenkel der Platte 40 entsprechen. Die Platte 41 besitzt ferner zwei Paar Schlitze 49. Der Abstand zwischen den Schlitzen eines jeden Paares ist gleich dem Abstand zwischen den Zungen 46 der U-förmigen Teile HH. Während des Zusammenbaus der Gleichrichteranordnung 15 werden die Anschlüsse 38 der Dioden 36, die zunächst umgebogen sind, durch die Löcher 45 der Platte HQ gesteckt und die Körper der Dioden 36 in die entsprechenden U-förmigen Teile HH eingesetzt. Die Platten HO und Hl werden dann so zusammengebracht, daß die Schenkel 43 an der Platte Hl derart anliegen, daß die Öffnungen in den Schenkeln H3 übereinstimmen mit den Öffnungen H8 der Platte Hl und die Zungen Ηβ durch die Schlitze 49 hindurchgehen. Dann werden die Zungen Ηβ umgebogen, so daß die Platten HQ und Hl dann miteinander verbunden sind. In dieser Lage halten die zwischen den Schlitzen 49 liegenden Teile der Platte 41 die Dioden 36 in den U-förmigen Teilen HH. Das aus den Platten 40 und 41 bestehende elektrische Verbindungselement 37 wird dann mittels Schrauben 32, die in mit Gewinde versehenen Löchern der Platte 22 eingreifen, und durch die Löcher 48 sowie die in den Schenkeln 43 vorgesehenen Löcher hindurchgehen, mit der übrigen Teil der Gleichrichteranordnung 15 verbünden. Die Schrauben 32 sind von Isolierbuchsen 33 umgeben. Die Anschlüsse 34 der Dioden 36 sind, wie bereits erwähnt, mit den entsprechenden Verbindungselementen 29 verbunden. Ein an einem Isolierblock 52 angeordneter Anschluß 51 geht durch deb ovalen Schlitz 50 der Platte 40 und sein oberes Ende ist dort angelötet. Der Block liegt zwischen den Platten 21 und 22 und hält daher zusammen mit den Buchsen 34 die Platten 21 und 22 in dem gewünschten Abstand. Ein Niet 63 geht durch den Block 52 und die Platten 21 und 22 und verbindet sie miteinander. Die Anschlüsse 51 bilden einen Teil einer an dem Block 52 befestigten elektrisch leitenden Platte 53 und besitzt einen als Anschluß 54 dienenden Ansatz, der als "Indikator"-Anschluß des Generators dient und bei Benutzung der Vorrichtung bei einem Motorfahrzeug mit der die Zündung betreffenden Warnlampe verbunden werden kann. Batterieanschlüsse 55 sind vorgesehen an einer Platte 56, die einen

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Anschluß 57 für eine elektrische Verbindung mit einem Spannungsregler 20 bildet. Die Platte 56 ist elektrisch leitend gegen die Platte 22 festgehalten durch den Niet 63, von dem sie mittels einer Buchse 67 isoliert ist. Der abgekröpfte Schenkel 47 der Platte 4l ist elektrisch mit dem Rotor 11 über die Schleifringanordnung 17 und eine der nicht dargestellten Buchsen verbunden. Zwischen der anderen Buchse des Generators und der Gleichrichteranordnung 15 besteht Kontakt über den Regler 20. Die Leitungen 16 des Stators 14 sind eingedrückt in die Ausnehmungen 68 des Verbindungsstücks 29 und dann angelötet, um eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen Stator 14 und Gleichrichteranordnung 15 zu bewirken. Wie Fig. 3 zeigt, liegen alle Lötverbindungen der Diodenanschlüsse in der gleichen Ebene, so daß diese Lötverbindungen durch einen einzigen Schließ-Lötvorgang bewirkt werden kann.

Da die Arbeitsweise des Wechselstromgenerators in üblicher Weise erfolgt, wird insofern von einer Beschreibung angesehen.

Eine Gleichrichteranordnung der beschriebenen Art hat folgende Vorteile:

1. Die Lötarbeiten beim Herstellen der Vorrichtung sind einfacher als bei bekannten Vorrichtungen.

2. Die Pelddioden werden an ihren Körpern getragen und nicht an ihren Anschlüssen, so daß die Gefahr von Ausfällen durch Vibration geringer ist.

3. Die Ableitung von Wärme von den Feldelektroden wird vergrößert wegen des Wärmeabsenkeffekts des gemeinsamen Verbindungselements, mit dem die Dioden sowohl durch ihre Anschlüsse als auch durch ihre Körper in engem Kontakt stehen. Dadurch wird die Anordnung insbesondere zweckmäßig für große Wechselstromgeneratoren, wenn der Wärmeeffekt sogar in den Felddioden merkbar wird.

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Die Verwendung besonderer elektrisch isolierter Formen zum Halten der Felddioden wird vermieden; das erlaubt nicht nur einen verhältnismäßig ungestörten Zugang für Luft im Bereich der Kraftdioden, sondern ermöglicht die Herstellung kleiner Gleichrichteranordnungen und ermäßigt die Kosten der Bearbeitung auf ein Minimum.

Die gesamte Form der beschriebenen Gleichrichteranordnung macht es möglich, ihn schnell abzuändern von dem europäischen Typ der Anschlüsse 54 und 55 zu anderen Typen, bei denen z.B. eine Schraubklemme am Bürstengehäuse 19 vorgesehen ist als Ersatz des Anschlusses 5^ und ein einzelner Schraubklemmenbolzen von der Platte 56 vorragt anstelle des Anschlusses 55.

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Claims

COHAUSZ & FLORACK

PATENT AN WA LTS BU RO

SCHUMANNSTR. 97 · D-4OOO DÜSSELDORF

Telefon: (02 11) 68 33 46 Tele«: 0858 6513 cop d

PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ Dipl.-Ing. R. KNAUF Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

20.10.1977

Patentansprüche:

f 1.JMehrphasenvollweggleichrichter, dadurch gekennzeichnet, — daß eine erste Platte (21) und eine dazu im wesentlichen parallele Platte (22) einen ersten bzw. zweiten Satz von Dioden (23> 21) tragen, die Anschlüsse (26) der Dioden (23) des ersten Satzes sich durch Löcher (27) der zweiten Platte (22) erstrecken, ein elektrisches Verbindungselement (29) die Anschlüsse (26) jeder dieser Dioden (23) mit einem Anschluß (28) einer entsprechenden Diode (2¹O des zweiten Satzes verbindet, ein weiterer Satz von Dioden (36) vorgesehen ist, bei denen ein Anschluß (38) mit einem der Verbindungselemente verbunden ist und ein gemeinsames elektrisches Verbindungselement (37) die anderen Anschlüsse der Dioden (36) des dritten Diodensatzes miteinander verbindet und dieses Verbindungselement (37) wärmeleitend ist und Ausnehmungen für die Aufnahme der letztgenannten Dioden (36) aufweist.
2. Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen derart sind, daß sie die Körper der Dioden erfassen können.
3. Gleichrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame elektrische Verbindungselement (37) aus zwei miteinander elektrisch verbundenen Platten (¹IO, Ml) besteht und die Ausschnitte zwischen diesen Platten liegen.

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4. Gleichrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Platte (40) des gemeinsamen Verbindungselements (37) eine Anzahl von im wesentlichen U-förmigen Teilen (44) aufweist, die durch Teile der zweiten Platte (41) des gemeinsamen Verbindungselements (37) geschlossen sind, wobei die Ausschnitte die Form von an ihren Enden offenen Durchlässen haben.
5. Gleichrichternach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Arme der U-förmigen Teile (44) mit verformbaren Zungen (46) versehen sind, die durch entsprechende Schlitze (49) der zweiten Platte (41) des gemeinsamen Verbindungselements (37) hindurchsteckbar und dann umbiegbar sind, um die beiden Platten (40, 41) zusammenzuhalten.
6. Gleichrichter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Teile (44) miteinander durch ein Plattenteil verbunden sind, das öffnungen hat für die Aufnahme der anderen Anschlüsse der Dioden (23) des dritten Diodensatzes.
7. Gleichrichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Teile derart abgekröpft sind, daß sie außerhalb der Ebene des verbindenden Teils der Platte liegen.
8. Gleichrichter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Platte (40) des gemeinsamen Verbindungselements (37) mit öffnungen versehene Schenkel (43) besitzt, die an mit öffnungen (48) versehenen Teilen der zweiten Platte (41) des Verbindungselements (37) anliegen, um dies Verbindungselement (37) an dem übrigen Gleichrichter zu befestigen.

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9. Gleichrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Verbindungselement eine Platte mit Ausschnitten aufweist.
10. Gleichrichter nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß diese Platte Teile aufweist, die zum Halten der Dioden in den Ausschnitten dienen.
11. Gleichrichter mit einem Mehrphasenstator,einem Rotor und einem Gleichrichter gemäß einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Phase des Stators elektrisch mit einem der genannten Verbindungselemente verbunden ist, die den erwähnten Anschluß jeder Diode des ersten Diodensatzes mit der entsprechenden Diode des zweiten Diodensatzes verbinden.
12. Gleichrichter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der genannten Verbindungselemente, der die Anschlüsse jeder Diode des ersten Diodensatzes mit der entsprechenden Diode des zweiten Diodensatzes verbindet, einen Ausschnitt solcher Art aufweist, daß eine elektrische Leitung entsprechender Form in dem Ausschnitt durch Einschnappen befestigbar ist.

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