171267. lajstromszámú szabadalom • Áramvezető sínelrendezés párhuzamosan kapcsolt áramirányító elemek közti egyenletes árameloszlás biztosítására

3 171267 4 duktivitásokban indukált feszültségek között nagyon kis különbségek lehetnek csak, ha elfogadhatóan egyenletes árameloszlást akarunk kapni. Az ohmos ellenállások és a dióda küszöbfeszültségek közel frekvenciafüggetlenek, míg az induktív hatások a frekvencia növekedésével nőnek. Ezért az egyenlőtlen induktivitások miatti árameloszlás-egyenetlenségek a nagyobb frekvenciáknál jelentkeznek elsősorban. Nagyobb frekvenciák fordulnak elő például Diesel-villamos mozdonyoknál, ahol a főgenerátor nagyobb teljesítményeknél váltakozó áramú és 50-nél nagyobb frekvenciájú, pl. 150 Hz-es szokott lenni. Ezek az egyenirányítók eléggé különlegeseknek tekinthetők, mivel a frekvencia is nagyobb a hálózati 50 Hz-nél és a nagy teljesítmény miatt sok párhuzamos dióda-ágra van szükség. Ezeknél mind az ohmos, mind az induktívhatások miatti különbségek erősen jelentkeznek és ha ellenük nem teszünk megfelelő intézkedéseket, rendkívül nagy eltérések lehetnek az egyes párhuzamosan kapcsolt félvezetők áramai között, ami a középértékhez képest ± 50%-ot is elérhet. Ez az előzőek szerint azt jelenti, hogy az egyenirányító méretei és ára a szükségesnek 1,5-szerese. A félvezető elemek nyitó irányú jelleggörbe alapján való kiválasztásával az áramkülönbségek meghatározott értéken belül tarthatók akkor, ha az áramot hozzávezető és elvezető gyűjtősíneknél is biztosítjuk azt, hogy ezek további különbségeket ne okozzanak. A legegyszerűbb sínelrendezés az, ha az áram hozzá- és elvezetése á készülék azonos oldalán történik és a két párhuzamos sín közé kapcsoljuk a félvezetős ágakat. Így azonban az egyes félvezetős ágakhoz vezető áramsínek ellenállása különböző és ez, hozzáadódva a félvezetős ágak ellenállásaihoz, olyan különbségeket okoz, hogy a kapcsokhoz közeli félvezetős ágak nagyobb, a távolabbiak kisebb áramot vezetnek. Ennek a hibának a kiküszöbölésére használják azt az elrendezést, amelynél az áram hozzávezetése az áramirányító készülék egyik oldalán, elvezetése pedig a szembenlevő oldalon történik. Itt az egyes félvezetős ágakkal azonos hosszúságú áramvezető síndarabok kapcsolódnak sorba, tehát azonosak az ellenállások. Itt is fellépnek azonban különbségek amiatt, hogy az áram egyenletes csökkenése esetén az áramvezető sín feszültsége nem lineárisan változik, így a félvezetős ágakra eső feszültség nem lehet azonos és végeredményben a szélső félvezetős ágakban nagyobb áram folyik, mint a középsőkben. Induktív hatások ezt a különbséget növelik, ha pedig többfázisú berendezésről van szó, akkor a kölcsönös induktivitások különbözősége miatt a fázissorrendtől függően még egyes fázisokban az áram bevezetési helyén, más ágakban az elvezetés helyén lesz nagyobb a félvezetős ágak árama. A találmány célja ezeknek a hátrányoknak a kiküszöbölése. A be- és elvezető áramvezető síneket egymáshoz közel helyezzük el. Minél kö-> zelebb vannak egymáshoz ezek az áramvezető sínek, annál kisebb azok kölcsönös induktivitása és a félvezetős elemeken át hozzájuk csatlakozó áramhurkok felülete. A találmány áramvezető sínelrendezés párhu-5 zamosan kapcsolt áramirányító elemek közti egyenletes árameloszlás biztosítására, kettőnél több félvezetőt tartalmazó ágból álló áramirányítóknál, ahol egy félvezetőt tartalmazó ág tetszőleges számú, tetszőleges sorrendben egymás-10 sal sorbakapcsolt félvezető elemből, biztosítóból és egyéb villamos áramköri elemből, például fojtótekercsből, ellenállásból és áramváltóból áll, olyan kialakítással, hogy az egyes félvezetőt tartalmazó ágak az áramirányító külső csatlakozási 15 pontjaitól folyamatosan vagy szakaszosan csökkenő keresztmetszetű áramvezető sínekhez vannak kapcsolva. A találmány szerint a síneket változó kereszt-20 metszettel alakítják ki az áramerősségnek a sín hosszirányában való változása szerint. Tehát az egymás mellé fektetett áramvezető sínek közti feszültségkülönbség, amely a félvezető elemekre esik, egyenlő, s így az azonos jelleggörbéjű 25 félvezető elemek árama is egyenlő. Az induktív hatások kiküszöbölésére az áramvezető sínek jelen elrendezésnél nagyon közel hozhatók, mert a hozzávezető és elvezető áramvezető sínek összes szükséges keresztmetszete állandó, így a két egy-30 más mellett levő áramvezető sín együtt állandó keresztmetszetű hasábot alkot, minimális helyigénnyel, mivel a két sín együttes vastagsága kisebb lehet, mint egy sín legvastagabb részének a kétszerese. Egy ilyen be- és elvezető sínből álló 35 rendszer a közötte levő szigetelő egységgel külön szerelhető egységet, sínblokkot alkot. A ferde sínek célszerűen egy egyenletes keresztmetszetű sín ferde szétfűrészelésével alakíthatók ki hulladék nélkül. 40 A találmány egy példaképpeni lehetséges megvalósítási módját az 1. ábra mutatja. Ez valamely félvezetős berendezés egyik paralel félvezetős ágakat tartalmazó ágát ábrázolja. Az ábra 45 a síneket oldalnézetben, a közéjük kapcsolt villamos áramköri elemeket pedig villamos kapcsolási jelükkel tünteti fel. Az 1 árambevezető sínt és 2 áramelvezető sínt a 3 szigetelő választja el. A sínek közé egyenletes elosztásban sorbakap-50 csolt azonos 4 félvezetőkből és 5 biztosítókból álló félvezetős ágak vannak párhuzamosan kapcsolva. Az áramvezető síneknek az áram folyási irányában változó keresztmetszete miatt azokban az áramsűrűség közel állandó és a csatlako-55 zási helytől mért távolsággal közel arányos feszültségesést okoz. Mivel az egyes félvezetőt tartalmazó ágaknál a bevezető és elvezető csatlakozásoktól mért távolságoknak az összege azonos, a bevezető és elvezető áramvezető sín feszültség-60 esésének összege is közel azonos, így a félvezetőt tartalmazó ágakra is közel azonos feszültségesés jut, ami az árameloszlást egyenletessé teszi. Induktív hatások kiküszöbölésére a biztosítóból és félvezetőből álló hurok felületét kell kicsire ven-65 ni. A fázisok egymásrahatását pedig a két ferde 2