PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19719648A1 12.11.1998
Titel Stromrichter-Module mit einem Verschienungssystem für Leistungshalbleiterschalter
Anmelder ABB Daimler-Benz Transportation (Technology) GmbH, 13627 Berlin, DE
Erfinder Grossmann, Walter, Brugg, CH;
Herbst, Ingo, Dr., Greifensee, CH;
Meyer, Urs, Baden, CH
Vertreter Lück, G., Dipl.-Ing. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 79761 Waldshut-Tiengen
DE-Anmeldedatum 09.05.1997
DE-Aktenzeichen 19719648
Offenlegungstag 12.11.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.11.1998
IPC-Hauptklasse H02M 1/00
IPC-Nebenklasse H02M 7/48   H02M 5/42   H05K 5/00   H02B 1/20   H01L 25/11   H01L 23/48   
Zusammenfassung Die Erfindung beschreibt Stromrichter-Module mit einem Verschienungssystem für mehrere Leistungshalbleiterschalter oder vorzugsweise IGBT-Leistungshalbleitermodule (IPMs). Durch eine paarweise, einander zu- oder abgewandte, dicht beabstandete und parallele Anordnung der Leistungshalbleiterschalter lassen sich sehr kompakte, platzsparende Stromrichtermodule realisieren. Diese zeichnen sich auch durch eine sehr niederinduktive, harte Ankopplung zwischen den Brückenzweigen, d. h. im Kommutierkreis, und zwischen den parallel geschalteten Leistungshalbleitermodulen aus. Es werden Ausführungsbeispiele angegeben, in denen über Brückenschaltungen von zwei oder vier Leistungshalbleiterschaltern Wechselstrom in eine oder zwei Phasen eingespeist wird.

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungselektronik. Sie geht aus von einem Stromrichter-Modul und einem Stromrichter nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 10.

STAND DER TECHNIK

Die Erfindung hat Stromrichter-Module für Hochleistungsstromrichter zum Gegenstand. Die Stromrichter-Module werden aus mehreren Leistungshalbleiterschaltern mittels eines Verschienungssystems aufgebaut. Derartige Verschienungssysteme werden z. B. im Artikel "GTO-Hochleistungsstromrichter für Triebfahrzeuge mit Drehstromantrieb", ABB Technik 4/1995, Seiten 4-13 beschrieben. Die Energieversorgung elektrisch angetriebener Lokomotiven erfolgt über einen Gleichspannungszwischenkreis, der eingangsseitig an ein Gleichspannungsnetz oder über einen Netzstromrichter an ein Wechselstromnetz gekoppelt ist und ausgangsseitig über einen im allgemeinen mehrphasigen Antriebsstromrichter amplituden- und frequenzvariablen Strom an die Drehstrom- Asynchronfahrmotoren liefert. Das Verschienungssystem bildet die elektrische Verbindung zwischen dem Ausgang des Netzstromrichters - oder dem Fahrdraht bei einem Gleichspannungsnetz - und den Leistungshalbleiterschaltern oder -modulen des Antriebsstromrichters. Es kann eine beträchtliche Komplexität aufweisen, die Leistungsfähigkeit des elektrischen Schaltsystems begrenzen und erhebliche Kosten verursachen.

Im Zuge der Entwicklung von Leistungshalbleiterschaltern hat ein Übergang von konventionellen Thyristoren über die Abschaltthyristoren (GTOs) zu den IGBTs (Bipolartransistoren mit isoliertem Gate) stattgefunden. Die IGBTs sind im allgemeinen in einem Modul integriert. Für höhere Ströme bzw. Leistungen werden mehrere Module parallel geschaltet. Im Hinblick auf Stromrichterfamilien verschiedener Leistungen sind solche Verschienungssysteme gesucht, die einen modularen, auf einfache Weise skalierbaren Aufbau eines Mehrphasen- Stromrichters erlauben und niederinduktiv sind.

In zwei früheren, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldungen (Aktenzeichen 196 00 367.9 und 196 12 839.0) wird zur Lösung dieses Problems eine zweidimensionale Anordnung der Leistungshalbleitermodule über flächenhaften Gleichstromblechen und parallel liegenden Phasenschienen vorgeschlagen. Die flachen Module weisen entlang einer schmalen langen Kante langgestreckte Steckkontakte auf und werden parallel zu den Phasenschienen in zwei Reihen pro Schiene in als Gegenstecker wirkende Laschen eingeschoben. Die nächsten Nachbarn sind jeweils um 180° verdreht und in einer Brückenschaltung miteinander verbunden. Sie bilden somit Halbbrücken oder Brückenzweig- Paare, d. h. sie sind mit entgegengesetzten Gleichspannungsblechen kontaktiert und speisen gegenpolige Stromhalbwellen in eine gemeinsame Phasenschiene. Die übernächsten Nachbarn sind hingegen gleich orientiert und bilden parallel geschaltete Module zur Leistungsskalierung.

Diese Konfiguration weist noch Nachteile auf wie z. B. unbefriedigende Symmetrie, nichtideale Induktivität und insbesondere baulicher Aufwand. Die unterschiedlichen und langen Strompfade zu und zwischen den Modulen bedingen Stromasymmetrien und ungleiche Belastungen der Module. Die resultierende suboptimale Auslastung nimmt mit zunehmender Leistung bzw. Anzahl Module pro Phase zu, was eine leistungsmäßige Überdimensionierung ("Derating") notwendig macht. Weitere Probleme dieser Anordnung betreffen die konstruktive Seite. Es werden für eine Baureihe viele unterschiedliche Teile benötigt und der Zusammenbau ist aufwendig. Die Einhaltung der minimalen Isolationsabstände und Kriechwege erfordert besondere Sorgfalt, weil sich Plus- und Minusanschlüsse sehr nahekommen und einander durchdringen. Außerdem sind für jede Anwendung bzw. Leistungsauslegung maßgeschneiderte Blechgrößen und individuell angepaßte Bauteile erforderlich.

Gemäß der DE 44 02 425 A1 ist es darüberhinaus Stand der Technik, für eine Wechselrichteranordnung mehrere Brückenzweig-Paare von Halbleiter-Schaltelementen entlang einer Phasenschiene parallel zu schalten. Die Elemente jedes Brückenzweigs sind Vorderseite an Rückseite bzw. voneinander abgewandt bzw. gleich orientiert, über Längsprofile kontaktiert und verschraubt. Als Besonderheit ist die Phasenschiene am Ende nach oben umgeklappt und antiparallel zurückgeführt, um die Induktivität zu verringern.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verschienungssystem für Stromrichter anzugeben, welches sich durch einen vereinfachten, platzsparenden Aufbau und reduzierten Montageaufwand auszeichnet sowie eine verbesserte Symmetrie mit niedrigen Induktivitäten und hoher Stromtragfähigkeit aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.

Kern der Erfindung ist es nämlich, vorzugsweise steckbare Leistungshalbleiterschalter paarweise, mit ihren Vorder- oder Rückseiten einander zugewandt orientiert und sehr dicht benachbart an einen Plus- und Minusanschluß eines Gleichstromzwischenkreises und an eine Phasenschiene anzukoppeln. Dadurch werden die Strompfade sowohl für die Last- als auch Kommutierströme symmetrisiert und niederinduktiv ausgelegt. Dabei werden verschiedene Varianten von Stromrichter-Modulen geschaffen, die einfach montierbar und aufgrund ihres modularen Aufbaus leicht an einen gewünschten Leistungsbedarf anpaßbar sind.

Ein erstes Ausführungsbeispiel stellt ein erstes einphasiges Stromrichter-Modul bestehend aus zwei Leistungshalbleiterschaltern dar, die einander mit ihren Vorder- oder Rückseiten frontal gegenüberstehen und in Brückenschaltung verbunden sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel stellt ein zweites einphasiges Stromrichter- Modul bestehend aus vier Leistungshalbleiterschaltern dar, wobei je zwei Schaltelemente einander gegenüberstehen und in einem Brückenzweig parallelgeschaltet sind und beide Zweige seitlich, d. h. in Richtung der Phasenschiene versetzt, benachbart sind.

Ein letztes Ausführungsbeispiel stellt ein zweiphasiges Stromrichter-Modul bestehend aus vier Leistungshalbleiterschaltern dar, wobei je zwei Schaltelemente in seitlicher, paralleler Position ein Brückenzweig-Paar bilden und beide Paare bezüglich der Mittelebene spiegelbildlich angeordnet sind und unterschiedliche Phasen versorgen.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verschienungssystems besteht in der hohen Symmetrie der Anordnung der Leistungshalbleiter-Schaltelemente, wodurch eine gleichmäßige Strombelastung der Elemente und somit eine hohe Gesamtstromstärke ermöglicht wird.

Speziell vorteilhaft ist es, daß parallel geschaltete Leistungshalbleiter- Schaltelemente aufgrund der kleinen Abstände von einer gemeinsamen Gate- Ansteuerelektronik ("Gate-Drive") weitgehend störungsfrei regelbar sind. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß ein sehr einfacher, kompakter und modularer Aufbau eines Stromrichter-Moduls mit wenigen Standardbauteilen und steckbaren Leistungshalbleiter-Schaltelementen realisierbar ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Leistungshalbleiterschalters bzw. Leistungshalbleitermoduls mit langgestreckten Steckkontakten (Stand der Technik);

Fig. 2 eine schematische Aufsicht von oben auf ein erstes erfindungsgemäßes Stromrichter-Modul;

Fig. 3 Schnitt durch ein erstes Stromrichter-Modul gemäß Fig. 2 entlang der Linie A-A mit aufgesteckten Leistungshalbleitermodulen;

Fig. 4 eine schematische Aufsicht von oben auf ein zweites erfindungsgemäßes Stromrichter-Modul;

Fig. 5 Schnitt durch ein zweites Stromrichter-Modul gemäß Fig. 4 entlang der Linie B-B mit aufgesteckten Leistungshalbleitermodulen;

Fig. 6 eine schematische Aufsicht von oben auf ein drittes erfindungsgemäßes Stromrichter-Modul.

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt einen Leistungshalbleiterschalter bzw. ein Leistungshalbleitermodul 1, insbesondere ein "Intelligent Power Module" bzw. IPM, welches in Stromrichtern bzw. Spannungumrichtern bzw. Wechselrichtern Anwendung findet. Der Leistungshalbleiterschalter ist, typischerweise zusammen mit Beschaltungskomponenten, in einem Modulgehäuse 2 untergebracht. Er wird über einen sichtbaren, langgestreckten Steckkontakt 3 (Gleichstromeingang) mit einem Gleichspannungspol und einen durch die Isolierplatte 4 verdeckten Steckkontakt 3 (Phasenausgang) mit der Phase kontaktiert. Die Ober- bzw. Unterseite des Moduls seien als Vorder- bzw. Rückseite oder als frontale Seiten bezeichnet. Die Ansteuerung des Leistungshalbleiters erfolgt über eine hier nicht dargestellte Gate-Elektronik bzw. einen "Gate Drive". Die Module können mit Leistungshalbleitern unterschiedlicher Technologie, vorzugsweise mit IGBTs, bestückt sein. Für Traktionszwecke müssen zur Schaltung großer Ströme und Leistungen mehrere Module über ein Verschienungssystem zusammengeschaltet werden. Die Weiterentwicklung der IGBTs ist auf weiterhin zunehmende Schaltleistungen ausgerichtet, so daß die Anzahl parallel zu schaltender Module in Zukunft reduziert werden kann.

Fig. 2 offenbart nun ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verschienungssystems, welches für die minimale Anzahl von zwei Leistungshalbleitermodulen pro Phase ausgelegt und bezüglich Schalteigenschaften, Platzersparnis und Einfachheit der Konstruktion optimiert ist. Die Aufsicht zeigt linker Hand einen schienenförmigen Plus- 6 und Minusanschluß 7 für den Anschluß an den Gleichstromzwischenkreis, in der Mitte an beiden Längsseiten erste Laschen 9 bzw. 10 des Plus- bzw. Minusanschlusses sowie zweite Laschen 11 eines Phasenanschlusses 8 und rechter Hand den nach rechts außen geführten Phasenanschluß bzw. die Phasenabgangsschiene 8. Je eine erste und zweite Lasche wirken zur Aufnahme und Kontaktierung eines Leistungshalbleiterschalters zusammen. Vorzugsweise stehen die Laschen 9, 10, 11 rechtwinklig nach oben ab und sind parallel zu den Längsseiten orientiert, so daß die Schalter dicht beabstandet mit ihren Vorder- oder Rückseiten einander zugewandt gegenüberstehen.

Der Schnitt entlang A-A (Fig. 3) verdeutlicht die erfindungsgemäße Anordnung. Es werden die im wesentlichen "L"-förmigen Querschnittsprofile des Plus- und Minusanschlusses 6, 7 und das im wesentlichen "W"-förmige Querschnittsprofil der Phasenschiene 8 gezeigt sowie ihr Zusammenwirken mit zwei Leistungshalbleitermodulen 1. Bei der Phasenschiene 8 kann der Mittelgrat mehr oder weniger ausgeprägt sein oder auch fehlen, so daß ein "U"-förmiges Profil vorliegt. Alle Profile sind zusammen mit Halterungen 12 über nicht dargestellte Isolationselemente auf einer Grundplatte 5 befestigt und bilden ein kompaktes Bauelement. Die Halterungen und Isolationselemente können insbesondere auch direkt in die Grundplatte integriert sein. Als Isolationsmedien zwischen den stromtragenden Teilen 6, 7 und 8 kommen Luft, Gas, Feststoffisolatoren oder eine Kombination in Frage, wobei die minimalen Abstände durch entsprechende Isolations- und Kriechwegbedingungen vorgegeben sind. Die Oberflächen können, müssen aber nicht isolierend beschichtet sein. Schließlich erhält man durch Einfügen zweier Leistungshalbleitermodule 1 von oben ein äußerst kompaktes und mechanisch stabiles Stromrichtermodul.

Diese Anordnung ist in mehrfacher Hinsicht sehr vorteilhaft. Die Strompfade sind sehr breit, kurz und für beide Leistungshalbleiter-Schaltelemente nahezu gleich dimensioniert. Sie umschließen kleine induktivitätserzeugende Flächen bzw. sind für entgegengesetzte Stromrichtungen dicht beabstandet. Durch diese Maßnahmen werden neben einer sehr hohen Stromtragfähigkeit vor allem eine sehr kleine Induktivität von ca. 25 nH im Kommutierkreis erzielt. Als Kommutierung werden dabei die z. T. µs-schnellen Schaltvorgänge bezeichnet, durch welche die Leistungshalbleiter zur gegenseitigen Entlastung hochfrequente Ströme austauschen.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ergibt sich aus Fig. 4 und der zugehörigen Schnittansicht entlang B-B in Fig. 5. Hier weisen der Plus- und Minusanschluß 6, 7 ein im wesentlichen "U"-förmiges Querschnittsprofil mit ersten Laschen 9, 10 an beiden Längsseiten und der Phasenanschluß 8 wieder ein im wesentlichen "W"-förmiges oder "U"-förmiges Querschnittsprofil mit zweiten Laschen 11 an beiden Längsseiten auf. Dieses Stromrichter-Modul besitzt vier Montageplätze für Leistungshalbleiterschalter. Je zwei Leistungshalbleiterschalter stehen mit ihren Vorder- oder Rückseiten einander zugewandt gegenüber und sind parallel geschaltet. Mit dem seitlich benachbarten Paar sind sie in einer Halbbrückenschaltung verbunden.

In dieser Anordnung ist die Symmetrie dahingehend reduziert, daß der Plusanschluß 6 das weiter hinten gelegene Leistungshalbleiterschalter-Paar über die Laschen 9 versorgen muß. Er wird daher von unten über ein flaches Zuführungsblech kontaktiert. Die resultierende Induktivität des Kommutierkreises erreicht mit typischerweise ca. 50 nH aber immer noch sehr niedrige Werte. Ein weitere Vorteil besteht darin, daß jeweils die parallel geschalteten Leistungshalbleiter-Schaltelemente von einem gemeinsamen Gate Drive ansteuerbar sind, da das Problem gefährlicher induzierter Spannungsspitzen aufgrund des sehr kurzen Kabelwegs 13 weitgehend zurückgedrängt ist.

Eine extrem kompakte Anordnung zur Speisung zweier Phasen ist in Fig. 6 zu sehen. Diese Anordnung geht aus den Fig. 4 und 5 durch Auftrennung der Phasenschiene 8 entlang ihrer Mittellinie und der Gate-Zuleitung 13 hervor. Die sich ergebenden Phasenschienen 14 und 15 weisen eine halbe Breite und im Bereich der Laschen 16 bzw. 17 ein halbes "W"-förmiges bzw. ein "U"-förmiges Profil auf. Beide Phasenschienen verlaufen in Längsrichtung parallel und liegen dicht nebeneinander. Die an der gleichen Längsseite seitlich versetzt angeordneten, mit unterschiedlichen "U"-Profilen 6, 7 kontaktierten Leistungshalbleiterschalter bilden jeweils eine Halbbrücke und kontaktieren einen Phasenanschluß 14, 15. Die Kommutierströme fließen, ähnlich wie im zweiten Ausführungsbeispiel, aber für jede Halbbrücke getrennt, in Längsrichtung durch die Verschienungen.

In allen genannten Beispielen zeichnet sich das erfindungsgemäße Verschienungssystem durch wirtschaftlich bedeutsame konstruktive Vorteile aus. Es werden wenige Bauteile eingesetzt, die z. B. aus Aluminium-Strangpressprofilen oder Messing-Biegeteilen mit minimem Bearbeitungsaufwand herstellbar sind. Gleichwohl ist eine sehr gute Einhaltung mechanischer Toleranzen möglich und die Verschienung ist auch für hohe Ströme im kA-Bereich geeignet. Für eine Leistungsskalierung lassen sich die kompakten Stromrichtermodule (Fig. 2-6) sehr dicht nebeneinanderpacken und zu größeren Einheiten zusammenschalten, ohne daß Bauteile angepaßt werden müßten.

Die erfindungsgemäßen Stromrichter-Module zeichnen sich durch sehr niedrige Induktivitäten aus. Dadurch werden sehr steile Schaltflanken bzw. sehr hohe Schaltfrequenzen realisierbar und die Belastungen der Leistungshalbleiter sowie die Rückwirkungen auf das Netz können klein gehalten werden. Darüberhinaus ermöglichen alle Ausführungsformen ein sehr geringes Derating der Leistungshalbleiter-Schalter. Dies wird durch die hohe Symmetrie der Brückenzweige erreicht. Im Falle parallelgeschalteter Leistungshalbleitermodule wird ein Derating auch dadurch vermieden, daß Potentialdifferenzen zwischen den Gates paralleler Module minimiert sind, indem die Verschienung zwischen den Modulen der Parallelschaltung sehr niederinduktiv und die Gate-Drive-Verbindungsleitungen sehr kurz ausgelegt sind.

Besonders vorteilhaft in allen Ausführungsbeispielen ist die Verwendung steckbarer Leistungshalbleiterschalter bzw. Leistungshalbleitermodule. Die ersten und zweiten Laschen wirken dann als Steckplätze für die Leistungshalbleiterschalter.

In den Beispielen können Plus- 6 und Minusanschluß 7 ihre Rollen vertauschen. Es ist auch denkbar, daß die Gleichspannungsanschlüsse 6, 7 und der Phasenanschluß 8 ihre Anordnung vertauschen (siehe z. B. Fig. 3). Dann tauschen die ersten und zweiten Laschen ihre Plätze, die Leistungshalbleitermodule werden um 180° verdreht montiert und ein verbreiterter Phasenanschluß 8 wird unterhalb der Gleichspannungsanschlüsse herausgeführt.

Weitere Varianten der Erfindung ergeben sich beispielsweise auch dadurch, daß in Längsrichtung statt einem mehrere Leistungshalbleiterschalter in Parallelschaltung angeordnet sind. Dies kann einfach durch längere Laschen oder mehrere, gleich kontaktierte Laschen seitlich nebeneinander erreicht werden. Auf diese Weise ist in allen drei Ausführungsformen (Fig. 2-6) eine Leistungsskalierung möglich. Ebenso können mehrere, auch unterschiedliche Stromrichter-Module zur Leistungsskalierung über ihre Phasenanschlüsse 8, 14, 15 zusammengeschaltet werden.

Insgesamt steht mit der Erfindung ein Verschienungssystem zur Verfügung, durch welches Stromrichter-Module mit optimalen Schalteigenschaften und platzsparender, modularer Bauweise realisierbar sind. Bezugszeichenliste 1 Leistungshalbleiterschalter bzw. Leistungshalbleitermodul

2 Modulgehäuse

3 Steckkontakt

4 Isolierplatte

5 Grundplatte

6 Plusanschluß

7 Minusanschluß

8 Phasenanschluß

9 erste Laschen (Pluspol)

10 erste Laschen (Minuspol)

11 zweite Laschen (Phase)

12 Halterung

13 Gate-Zuleitung

14 Phasenanschluß 1

15 Phasenanschluß 2

16 zweite Laschen (Phase 1)

17 zweite Laschen (Phase 2)


Anspruch[de]
  1. 1. Stromrichter-Modul mit Leistungshalbleiterschaltern (1) und einem Verschienungssystem, umfassend einen Plusanschluß (6), einen Minusanschluß (7) sowie einen schienenförmigen Phasenanschluß (8, 14, 15), welche unter Zwischenfügung von Isolationselementen aufeinander gestapelt und auf einer Grundplatte (5) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. a) der Plus- (6) und Minusanschluß (7) schienenförmig sind und an einer Längsseite mindestens eine erste abstehende Lasche (9, 10) aufweisen,
    2. b) jeder Phasenanschluß (8, 14, 15) an seiner Längsseite mindestens eine zweite abstehende Lasche (11, 17, 18) aufweist,
    3. c) die ersten und zweiten Laschen zur Aufnahme und elektrischen Kontaktierung der Leistungshalbleiterschalter zusammenwirken und
    4. d) je zwei Leistungshalbleiterschalter an gegenüberliegenden Längsseiten der Plus/Minus/Phasenanschlüsse paarweise, mit ihren Vorder- oder Rückseiten einander zugewandt angeordnet sind.
  2. 2. Stromrichter-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. a) die Schienen in der Reihenfolge Plus/Minus/Phasen-Anschluß oder Minus/Plus/Phasen-Anschluß aufeinandergestapelt sind,
    2. b) die ersten (9, 10) und zweiten (11, 16, 17) Laschen sich in Richtung der Schienen erstrecken und im wesentlichen rechtwinklig nach oben abstehen,
    3. c) die paarweisen Leistungshalbleiterschalter mit ihren Phasenausgängen einander zugewandt orientiert sind und
    4. d) insbesondere die Leistungshalbleiterschalter steckbar sind.
  3. 3. Stromrichter-Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. a) der Plus- (6) und Minusanschluß (7) ein im wesentlichen "L"-förmiges Querschnittsprofil aufweisen
    2. b) die beiden "L"-Profile (6, 7) so ineinandergestellt sind, daß ihre ersten Laschen (9, 10) sich an entgegengesetzten Längsseiten befinden,
    3. c) der Phasenanschluß (8) ein "W"- oder "U"-förmiges Querschnittsprofil mit zweiten Laschen (11) an beiden Längsseiten aufweist,
    4. d) das "W"- oder "U"-Profil (8) so zwischen den "L"-Profilen (6, 7) befestigt ist, daß die zweiten Laschen (11) längs neben den ersten Laschen (9, 10) angeordnet sind und
    5. e) die paarweisen Leistungshalbleiterschalter in einer Halbbrückenschaltung verbunden sind.
  4. 4. Stromrichter-Modul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. a) der Plus- (6) und Minusanschluß (7) jeweils genau eine erste Lasche (9, 10) aufweisen,
    2. b) der Phasenanschluß (8) genau zwei zweite Laschen (11) aufweist und
    3. c) genau zwei Leistungshalbleiterschalter kontaktiert sind.
  5. 5. Stromrichter-Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. a) der Plus- (6) und Minusanschluß (7) ein im wesentlichen erstes "U"-förmiges Querschnittsprofil mit ersten Laschen (9, 10) an beiden Längsseiten aufweisen,
    2. b) die beiden ersten "U"-Profile (6, 7) hintereinander angeordnet sind, wobei das in Längsrichtung weiter hinten angeordnete Profil zur Kontaktierung mit dem Gleichstromzwischenkreis ein flaches Zuführungsblech umfaßt,
    3. c) der Phasenanschluß (8) ein "W"- oder zweites "U"-förmiges Querschnittsprofil mit zweiten Laschen (11) an beiden Längsseiten aufweist,
    4. d) das "W"- oder zweite "U"-Profil (8) so zwischen den beiden ersten "U"-Profilen (6, 7) befestigt ist, daß seine Laschen (11) längs neben den Laschen (9, 10) der ersten "U"-Profile angeordnet sind und e) die über gleiche erste "U"-Profile kontaktierten Paare von Leistungshalbleiterschaltern in einer Parallelschaltung und die über ungleiche erste "U"-Profile kontaktierten Paare in einer Halbbrückenschaltung verbunden sind.
  6. 6. Stromrichter-Modul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. a) der Plus- (6) und Minusanschluß (7) jeweils genau zwei einander gegenüberliegende Laschen (9, 10) an beiden Längsseiten aufweisen,
    2. b) der Phasenanschluß (8) genau vier Laschen (11) aufweist und
    3. c) genau zwei Paare von Leistungshalbleiterschaltern kontaktiert sind.
  7. 7. Stromrichter-Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. a) der Plus- (6) und Minusanschluß (7) ein im wesentlichen "U"-förmiges Querschnittsprofil mit ersten Laschen (9, 10) an beiden Längsseiten aufweisen,
    2. b) die beiden "U"-Profile (6, 7) hintereinander angeordnet sind, wobei das in Längsrichtung weiter hinten angeordnete Profil zur Kontaktierung mit dem Gleichstromzwischenkreis ein flaches Zuführungsblech umfaßt,
    3. c) zwei in Längsrichtung parallel verlaufende Phasenanschlüsse (14, 15) dicht nebeneinander liegen und jeweils ein halbes "W"-förmiges Querschnittsprofil aufweisen,
    4. d) jedes halbe "W"-Profil (14, 15) zweite Laschen (16, 17) an seiner vom anderen Phasenanschluß ab gewandten Längsseite aufweist,
    5. e) jedes halbe "W"-Profil (14, 15) so zwischen den "U"-Profilen (6, 7) befestigt ist, daß seine zweiten Laschen (16, 17) längs neben den ersten Laschen (9, 10) der "U"-Profile angeordnet sind und
    6. f) die an der gleichen Längsseite angeordneten, mit unterschiedlichen "U"-Profilen kontaktierten Leistungshalbleiterschalter eine Halbbrücke bilden und genau einen Phasenanschluß (14, 15) kontaktieren.
  8. 8. Verschienungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. a) der Plus- (6) und der Minusanschluß (7) jeweils genau zwei Laschen (9, 10) aufweisen,
    2. b) jeder Phasenanschluß (14, 15) genau zwei Laschen (16, 17) aufweist und
    3. c) genau vier Leistungshalbleiterschalter kontaktiert sind.
  9. 9. Stromrichter-Modul nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. a) die Plus- (6), Minus- (7) und Phasenanschlüsse (8, 14, 15) für minimale Induktivität sehr dicht übereinander gestapelt sind und
    2. b) als Isolationsmedien Luft, Gas oder Feststoffisolation oder eine Kombination dieser Medien vorgesehen sind.
  10. 10. Stromrichter mit einem Zwischenkreis, daran angeschlossenen Brückenzweigen und ausgangsseitigen Phasenanschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. a) die elektrische Verbindung zwischen dem Zwischenkreis und den Phasenanschlüssen Stromrichter-Module nach einem der vorstehenden Ansprüche umfaßt und
    2. b) insbesondere eine Anzahl der gemäß einem der vorstehenden Ansprüche verschienten Stromrichtermodule nach Maßgabe der Anzahl Phasenanschlüsse und einer geforderten Leistung des Stromrichters bzw. einer Anzahl parallel zu schaltender Leistungshalbleiterschalter oder Leistungshalbleitermodule zusammengeschaltet ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com