Mehrstufenstromrichter Die Erfindung betrifft einen Mehrstufenstromrichter mit mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Modulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mehrstufenstromrichter, bei welchen eine Vielzahl von Modulen elektrisch in Reihe geschaltet ist, sind bekannt. Die Module sind z.B. als Halbbrückenmodule mit einem negativen und einem positiven Anschluss ausgebildet. Jedes Modul weist ein in Sandwichbauweise ausgeführtes Ventilgehäuse mit einem ring ^¬ förmigen Rahmen auf, dessen Ringöffnung beidseitig durch je- weils eine Kühlplatte abgedeckt und nach außen explosions ^¬ dicht verschlossen ist. Die Ringöffnung bildet einen Innenraum, in dem zwei elektrische Ventile z.B. in Form eines Bipolartransistoren mit isolierter Gateelektrode (IGBT) an jeweils einer der beiden Kühlplatten anliegend befestigt sind. Über nach außen geführte Anschlussschienen sind die

Ventile auf einer Seite, der Kondensator-Seite, an einem Kon ^¬ densator und auf der gegenüberliegenden Seite, der Anschluss- Seite, am negativen Anschluss angeschlossen. Der Kondensator verfügt über einen positiven und einen negativen Anschlusspol (Kondensator-Anschluss ) und der negative Anschlusspol ist über eine Kupferschiene mit dem negativen Anschluss verbun ^¬ den, wobei die Verbindungen durch Schraubverbindungen hergestellt werden auch, die einen relativ großen Übergangswiderstand aufweisen. Die Kupferschiene liegt zur Kühlung an der Kühlplatte an und ist an dieser angeschraubt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Übergangswiderstand er ^¬ heblich zu verringern und damit die elektrische Verbindung zwischen dem Kondensator und dem negativen Anschluss ohne größeren Aufwand zu verbessern. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.

Die Lösung sieht vor, dass die negativen Pole und die negati- ven Anschlüsse aller Module jeweils über eine Kühlplatte er- folgt .

Die Montage vereinfacht sich, wenn die negativen Pole und die negativen Anschlüsse aller Module quer zur Anordnungsrichtung gesehen auf derselben Seite liegen und die elektrische Ver ^¬ bindung jeweils über die auf dieser Seite liegende Kühlplatte erfolgt .

Eine kompakte Bauform erzielt man, wenn bei zwei unmittelbar nebeneinander liegenden und elektrisch in Reihe geschalteten Modulen die Kühlplatte, über welche die elektrische Verbin ^¬ dung erfolgt, jeweils auf derselben Seite angeordnet ist, und die Kühlplatten der beiden Module parallel zueinander angeordnet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei ^¬ spiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine elektrische Schaltung zweier elektrisch in

Reihe geschalteter Halbbrücken-Module eines Mehr ^¬ stufenstromrichters,

Fig. 2 die Anordnung der beiden zur Schaltung gemäß Fig.

1 gehörenden elektrisch in Reihe geschalteten Mo- dule

Fig. 3 die Anordnung der beiden Module von Fig. 2 aus einer anderen Blickrichtung und Fig. 4 die Anordnung der beiden zur Schaltung gemäß Fig.

1 gehörenden elektrisch in Reihe geschalteten Module schräg von hinten gesehen. Fig. 1 zeigt eine elektrische Schaltung zweier elektrisch in Reihe geschalteter Halbbrücken-Module 1 eines Mehrstufen ^¬ stromrichters, der aus einer Vielzahl solcher Module 1 gebil- det ist.

Jedes Modul 1 verfügt über zwei elektrische Ventile hier in Form von Bipolartransistoren mit isolierter Gateelektrode IGBT, die zusammen eine Halbbrücke bilden. An die Halbbrücke ist ein Kondensator C als Energiespeicher angeschlossen, der einen negativen Anschlusspol (Pol C-) und einen positiven Anschlusspol (Pol C+) aufweist. Einspeiseseitig ist bei jedem Modul 1 (jeder Halbbrücke) ein positiver Anschluss AC+ und ein negativer Anschluss AC- vorhanden. Die Reihenschaltung der Module 1 erfolgt, indem von zwei unmittelbar benachbarten Modulen 1 der positive Anschluss AC+ des einen Moduls 1 mit dem negativen Anschluss AC- des anderen Moduls 1 elektrisch verbunden ist. Jedes Modul 1 verfügt über ein Ventilgehäuse 2, das beidsei ^¬ tig durch zwei Kühlplatten 4, 5 abgedeckt ist. Im Ventilge ^¬ häuse 2 sind die beiden elektrischen Ventile IGBT in Form von Bipolartransistoren mit isolierter Gateelektrode angeordnet, die zur Kühlung jeweils an einer der beiden Kühlplatten 4, 5 anliegen. Anschlussschienen BAC+ und BAC- und Anschlussschie ^¬ nen BC+, BC- sind auf gegenüberliegenden Seiten aus dem Ventilgehäuse 2 herausgeführt. Die Anschlussschienen BC+, BC- sind mit den beiden Polen C- und C+ des Kondensators C ver ^¬ bunden .

Der negative Anschluss AC- ist bei jedem Modul 1 mit dem ne ^¬ gativen Pol C- des zugehörigen Kondensators C verbunden; die Verbindung erfolgt jeweils über eine der beiden Kühlplatten 4, 5, hier über die Kühlplatte 4.

Fig. 2 zeigt die Anordnung der beiden zur Schaltung gemäß Fig. 1 gehörenden elektrisch in Reihe geschalteten Module 1, die in einer Anordnungsrichtung AR seitlich nebeneinander angeordnet sind .

Die Module 1 weisen quer zur Anordnungsrichtung AR, also in Querrichtung QR gesehen, eine Anschluss-Seite AS mit den Anschlüssen AC- und AC+ und dieser gegenüberliegend eine Kon ^¬ densator-Seite CS mit dem Kondensator C und seinen beiden Po ^¬ len C- und C+ auf. Das Ventilgehäuse 2 ist zwischen der Anschluss-Seite AS und der Kondensator-Seite CS angeordnet und in Sandwichbauweise ausgeführt. Es besteht aus einem ringförmigen Rahmen 3, des ^¬ sen Ringöffnung durch die beiden Kühlplatten 4, 5 abgedeckt ist, welche die Ringöffnung nach außen explosionsdicht ver- schließen. Die beiden Kühlplatten 4, 5 sind quer zur Anordnungsrichtung AR parallel zueinander angeordnet. Im Innenraum der beidseitig abgedeckten und nach außen explosionsdicht verschlossenen Ringöffnung sind die beiden elektrischen Ventile IGBT angeordnet. Zur Anschluss-Seite AS hin sind die An- Schlussschienen BAC+ und BAC- und zur Kondensator-Seite CS hin die Anschlussschienen BC+, BC- aus dem Ventilgehäuse 2 herausgeführt .

Die negativen Pole C- und die negativen Anschlüsse AC- aller Module liegen quer zur Anordnungsrichtung AR gesehen auf derselben Seite und die elektrische Verbindung erfolgt jeweils über die auf dieser Seite liegende Kühlplatte 4.

Auf der Anschluss-Seite AS befinden sich hier seitlich nebeneinanderliegend ein negativer Anschluss AC- und ein po ^¬ sitiver Anschluss AC+ je Modul 1 und die negativen und posi ^¬ tiven Anschlüsse AC-, AC+ der Module 1 wechseln in Anord ^¬ nungsrichtung einander ab. Bei zwei unmittelbar benachbarten Modulen 1 ist der positive Anschluss AC+ des einen (des in Fig. 2 links angeordneten) Moduls 1 jeweils mit dem negativen Anschluss AC- des anderen (des in Fig. 2 rechts angeordneten) Moduls 1 mittels einer Verbindungsschiene BV elektrisch verbunden, die an der Kühlplatte 4 mittels Schrauben 6 fest angeschraubt sind. Die Kühlplatte 4 erstreckt sich jeweils über die Außenkontur des Ventilgehäuses 2 hinaus und weist auf beiden Seiten, der An- schluss-Seite AS und der gegenüberliegenden Kondensator-Seite CS jeweils einen Überstand auf, der die Länge der Kühlplatte 4 entsprechend vergrößert und die Montage erleichtert. Aus einer anderen Blickrichtung gegenüber Fig. 2 ist die Anordnung in Fig. 3 gezeigt.

In Fig. 3 ist die Anordnung der beiden elektrisch in Reihe geschalteten Module 1 von Fig. 3 aus einer etwas anderen Blickrichtung zu sehen.

Fig. 4 zeigt die Anordnung der beiden elektrisch in Reihe geschalteten Module 1 von Fig. 2 schräg von hinten gesehen. Man erkennt einen Verbindungswinkel VW, mit dessen Hilfe der Pol C- des Kondensators C an der Kühlplatte 4 befestigt ist.