DE4008419C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromrichterschrank gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung wird vorzugsweise bei Traktionsantrieben, insbesondere Drehstromantrieben in Schienenfahrzeugen, eingesetzt.

Ein solcher Stromrichterschrank ist aus der BBC-Druck­ schrift Nr. DVK 90 580 D, Seite 20 bis 22 bekannt. Bei diesem bekannten Stromrichterschrank sind Traggerüst und Ölrahmen als getrennte Funktionseinheiten ausgebildet. Die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den Stützkondensatoren und den Stromrichterventilen sind relativ lang, was speziell bei Einsatz von GTO-Thyristo­ ren von Nachteil ist (Bildung zusätzlicher Induktivi­ täten). Die elektrischen Verbindungen sind vielfach in Form komplizierter Stromschienen ausgebildet, was die Herstellung, Montage und Lagerhaltung verteuert. Der Aufbau der Stromrichterschränke ist nicht modular in dem Sinne, daß im Störungsfall ein schneller Austausch ein­ zelner Baueinheiten, insbesondere der die Stromrichter­ ventile enthaltenden Baueinheiten, möglich ist.

Aus der DE-OS 20 08 800 ist ein Stromrichterschrank oder -gestell mit mehreren nebeneinander angeordneten U-förmigen Profilkästen bekannt, die als Luftführungsschächte dienen und zwischen denen über die volle Schachtlänge reichende, der elektrischen Schottung dienende Isolierstoffplatten an­ geordnet sind. In den Profilkästen sind Gleichrichterele­ mente tragende Kühlkörper angeordnet, die als schnell aus­ wechselbare Einsatz-Baueinheiten ausgebildet sind.

Aus der CH-PS 3 47 578 ist eine Gleichrichtereinheit be­ kannt, mit einer nur in einer Querrichtung stromleitenden, umschlossenen Zelle, die einander gegenüberliegende Kon­ taktflächen besitzt. Es sind zwei Kühlorgane mit mehreren voneinander getrennten, wärmeabgebenden Wänden vorgesehen, wobei die einander gegenüberliegenden Kontaktflächen der Zelle, die sich zwischen den Kühlorganen befindet, in wär­ meleitendem Kontakt mit den Kühlflächen stehen und sich die Kühlorgane über die zwischen ihnen befindliche Zelle hinaus erstrecken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strom­ richterschrank der eingangs genannten Art anzugeben, der einen modularen Aufbau der die Stromrichterventile ent­ haltenden Baueinheiten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen ins­ besondere darin, daß der Stromrichterschrank universell für unterschiedliche Typen, beispielsweise unterschied­ liche Leistungsklassen, aus den gleichen Spezialprofilen zusammengebaut werden kann. Im Fehlerfall ist ein schneller Austausch einzelner Baueinheiten, beispiels­ weise der Stützkondensatoren und der die Ventile enthal­ tenden Stromrichtermodule möglich. Dies erleichtert ei­ nerseits die Lagerhaltung und Montage und verkürzt ande­ rerseits die Ausfallzeit des Stromrichters im Fehler­ fall. Bei Defekt eines Stromrichtermoduls muß beispiels­ weise lediglich das fehlerhafte Modul aus dem Schrank herausgezogen werden, was nach Lösen einiger Steckkon­ takte für die Stromrichterelektronik (Gate-Unite) und einer mechanischen Modularretierung leicht möglich ist. Anschließend kann ein Ersatzmodul in den Schrank einge­ schoben werden, wonach der Stromrichter wieder einsatz­ bereit ist. Das defekte Stromrichtermodul kann extern repariert werden. Es ist beispielsweise vorteilhaft nicht notwendig, Stromschienen oder weitere Baueinheiten für einen Stromrichtermodulaustausch abzubauen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1, 2, 3 eine Frontansicht, eine Aufsicht und eine Seitenansicht eines Stromrich­ terschranks gemäß einer ersten Va­ riante,

Fig. 4, 5, 6 eine Frontansicht, eine Aufsicht und eine Seitenansicht eines Stromrich­ terschranks gemäß einer zweiten Va­ riante,

Fig. 7, 8, 9 eine Frontansicht, eine Aufsicht und eine Seitenansicht eines Stromrich­ terschranks gemäß einer "2-Etagen- Bauweise-Rücken-an-Rücken",

Fig. 10, 11, 12 Querschnitte des Trag/Flüssigkeits­ führungs-Profils, des Trag/Kabelka­ nal-Profils und des Verbindungs/- Schienen-Profils,

Fig. 13 eine zur Kontaktierung eines Modul- Einfahrkontaktes geeignete Strom­ schienen-Einfahrvorrichtung,

Fig. 14 eine Schnellverschlußkupplung,

Fig. 15 eine weitere Variante eines Strom­ richterschranks,

Fig. 16 eine Variante eines Verbindungs/- Schienen-Profils.

In Fig. 1 ist eine Frontansicht eines Stromrichter­ schrankes gemäß einer ersten Variante dargestellt (bei abgenommenen Fronttüren). Es ist ein Stromrichterschrank 1 zu erkennen, in den mehrere Stromrichtermodule 2 in zwei Modulreihen jeweils übereinander gestapelt angeord­ net sind. Jedes Stromrichtermodul besteht aus zwei Halb­ schalen 2a, 2b, die über Flansche 2 c miteinander ver­ bunden sind. Im Ausführungsbeispiel sind insgesamt fünf Stromrichtermodule 2 vorgesehen, wovon sich drei verti­ kal gestapelt in einer ersten Modulreihe und weitere zwei vertikal gestapelt in einer zweiten Modulreihe be­ finden. Es kann sich dabei um Gleichrichter- oder Wech­ selrichterbausteine handeln. In der einen Modulreihe sind beispielsweise zwei Gleichrichtermodule zur Umfor­ mung einer Wechselspannung in eine Gleichspannung vor­ handen, während in der anderen Modulreihe drei Wechsel­ richtermodule zur Bildung der drei Phasen eines Wechsel­ richters für die Umformung einer Gleichspannung in eine Drehspannung vorgesehen sind. Jedes Stromrichtermodul 2 weist mehrere elektrische Modul-Einfahrkontakte 3 auf, die nach erfolgtem Einschub des Moduls 2 in entsprechen­ de schrankseitige Stromschienen-Einfahrvorrichtungen 4 eingreifen. Diese Schienen-Einfahrvorrichtungen 4 sind mit vertikal verlaufenden Stromschienen 5 fest verbun­ den. Infolge der vertikalen Aufbaustruktur der Strom­ richtermodule im Stromrichterschrank ergibt sich vor­ teilhaft eine Minimierung der erforderlichen Kreuzungen von Stromschienen und Elektronikkabeln.

Zwischen beiden vertikal aufgebauten Stromrichtermodul- Reihen sind mehrere Stützkondensatoren 6 angeordnet, im Ausführungsbeispiel sechs Reihen übereinander mit je drei Kondensatoren nebeneinander. Zwischen zwei horizon­ tal nebeneinander liegenden Kondensatoren 6 sind jeweils Gummilager 6a vorgesehen, die über Klemmschrauben 6b verspannt werden. Die Verschienung zwischen den Konden­ satoren 6 untereinander sowie zwischen den Kondensatoren 6 und den Stromschienen 5 ist in Fig. 2 zu erkennen.

Die Stromrichtermodule 2 sind flüssigkeitsgekühlt, vor­ zugsweise ölgekühlt, d. h. die während des Betriebes ent­ stehende Verlustleistungswärme wird über einen Flüssig­ keitskreislauf, vorzugsweise Ölkreislauf aus dem Strom­ richterschrank 1 transportiert und mittels eines exter­ nen Rückkühlers an die Außenluft abgeführt. Zum Trans­ port des rückgekühlten Öls in den Stromrichterschrank 1 und des aufgeheizten Öls aus dem Stromrichterschrank 1 sind nahe der Rückenplatte des Schrankes vertikal ange­ ordnete Trag/Flüssigkeitsführungs-Profile 7 vorgesehen, und zwar je ein Zulaufprofil 7a, 7b und je ein Rücklauf­ profil 7c, 7d je Stromrichtermodul-Reihe. Das Zulaufpro­ fil 7a ist mit einem Ölzufuhrflansch 8 sowie das Rück­ laufprofil 7c mit einem Ölabfuhrflansch 9 versehen. An diese Flansche 8, 9 werden die zum externen Rückkühler führenden Leitungen angeschlossen. Zur Verbindung der beiden Zulaufprofile sowie der beiden Rücklaufprofile sind weitere horizontal angeordnete Trag/Flüssigkeits­ führungsprofile 10 vorgesehen, und zwar im einzelnen ein horizontales Zulaufprofil 10a zwischen den vertikalen Zulaufprofilen 7a, 7b und ein horizontales Rücklauf­ profil 10b zwischen den vertikalen Rücklaufprofilen 7c, 7d. Diese Trag/Flüssigkeitsführungs-Profile 7, 10 dienen gleichermaßen sowohl als Ölrahmen zur Führung des Öls, als auch als Traggerüst zum mechanisch robusten Aufbau des Stromrichterschrankes. Neben Öl kann z. B. auch (ent­ ionisiertes) Wasser als Flüssigkeit verwendet werden.

Nach erfolgtem Einbau der Stromrichtermodule in den Stromrichterschrank erfolgt eine Arretierung der Module mit Hilfe geeigneter, nicht dargestellter Einrichtungen. Aus diesem Grunde müssen die Schnellverschlußkupplungen 12 auch nicht mit eigenen Arretierungsvorrichtungen ver­ sehen sein.

An den beiden Vorderkanten des Stromrichterschrankes sowie zu beiden Seiten der Stützkondensatoren 6 sind frontseitige, vertikal verlaufende Trag/Kabelkanal-Pro­ file 11 angeordnet. Diese Profile 11 dienen gleicherma­ ßen sowohl zur Führung von Elektronikkabeln, Steuerlei­ tungen, Lichtleitern etc. als auch als Traggerüst zum mechanisch robusten Aufbau des Stromrichterschrankes. Die Verbindung zwischen den Gate-Unites der einzelnen Stromrichtermodule 2 und den entsprechenden in den Trag/Kabelkanal-Profilen 11 geführten Kabeln bzw. Lei­ tungen erfolgt über Steckkontakte.

Die Stromrichtermodule enthalten allgemein nicht nur die Stromrichterventile, sondern auch die erforderlichen Beschaltungselemente, wie Drosseln, Kondensatoren, Wi­ derstände und Dioden. Allgemein gilt für den Aufbau der Stromrichtermoduln, daß die Halbleiter (GTO, Dioden) des Moduls in Form eines Spannverbandes eine vertikale Auf­ baustruktur haben und mit der einen Seite räumlich der an der Frontseite des Stromrichterschranks angeordneten externen Verschienung bzw. den Stützkondensatoren und mit der anderen Seite den ebenfalls frontseitig liegen­ den elektronischen Ansteuermitteln zugewandt sind, wäh­ rend die GTO-nahen Beschaltungselemente und Drosseln in Richtung zur Schrankrückwand (die Schranktiefe ausfül­ lend) angeordnet sind.

In Fig. 2 ist eine Aufsicht auf einen Stromrichter­ schrank gemäß einer ersten Variante dargestellt (bei abgenommener Deckplatte). Die Flüssigkeitkreislauf-Ver­ bindungen zwischen den Trag/Flüssigkeitsführungs-Profi­ len 7a, 7b, 7c, 7d und den Stromrichtermodulen 2 erfol­ gen über Schnellverschlußkupplungen 12, wobei jedes Stromrichtermodul 2 zwei derartige Kupplungen 12 auf­ weist, eine für den Zu- und eine für den Rücklauf des Öls. Des weiteren ist die Verschienung der Kondensatoren 6 untereinander mittels Kondensatorverbindungen 14 sowie die Verschienung zwischen Kondensatoren 6 und Strom­ schienen 5 mittels Schienenverbindungen 13 zu erkennen. Ferner sind die leicht geöffneten Fronttüren 15 gezeigt. Es ist angedeutet, wie die Modul-Einfahrkontakte 3 in die mit den Stromschienen 5 verbundenen Schienen-Ein­ fahrvorrichtungen 4 eingreifen. Gut zu erkennen ist der U-förmige Querschnitt der Trag/Kabelkanal-Profile 11. Die Profilöffnungen werden durch Abdeckplatten geschlos­ sen, nachdem die Elektronikleitungen eingelegt sind.

In Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines Stromrichter­ schrankes gemäß einer ersten Variante dargestellt (bei abgenommener Seitenwand). Im einzelnen ist ein frontsei­ tiges vertikales Trag/Kabelkanal-Profil 11, ein rücksei­ tiges vertikales Trag/Flüssigkeitsführungs-Profil 7 so­ wie horizontale Verbindungs/Schienen-Profile 16 zur Ver­ bindung der beiden Profile 7, 11 gezeigt. Die horizonta­ len Verbindungs/Schienen-Profile 16 dienen einerseits als Traggerüst zum mechanisch robusten Aufbau des Strom­ richterschrankes, andererseits zur Führung von Laufrol­ len 17 der Stromrichtermodule 2. Die Stromrichtermodule 2 besitzen sowohl an ihrer Oberseite als auch an ihrer Unterseite jeweils vier Laufrollen 17, d. h. zwei Lauf­ rollen 17 an jeder horizontalen Seitenkante jeder Sei­ tenfläche. Mit Hilfe dieser Laufrollen 17 ist ein einfa­ ches Ein- bzw. Ausschieben eines Stromrichtermoduls 2 in den bzw. aus dem Stromrichterschrank 1 möglich.

Ein an der Rückenplatte des Stromrichterschrankes 1 be­ festigter Führungszapfen 18 (Zentrierstift) greift im eingeschobenen Zustand des Moduls in eine an der Rück­ seite des Stromrichtermoduls 2 montierte Führungsöffnung 19 ein. Wahlweise können der Führungszapfen 18 auch am Stromrichtermodul und die Führungsöffnung 19 am Strom­ richterschrank befestigt sein. Hierbei wird durch eine Vorzentrierung eine präzisere Führung und Betätigung der Schnellverschlußkupplungen 12 gewährleistet. Dabei kann das Stromrichtermodul 2 wahlweise auch mit seiner Ober­ seite nach unten und mit seiner Unterseite nach oben in den Stromrichterschrank eingeschoben werden. Dies ermög­ licht vorteilhaft, daß ein- und dasselbe Stromrichtermo­ dul 2 sowohl in die rechte als auch in die linke Modul­ reihe des Schrankes 1 eingeschoben werden kann, wobei die Einfahrkontakte jeweils in Richtung der zwischen beiden Modulreihen angeordneten Stützkondensatoren 6 und die dort vertikal befestigten Stromschienen 5 weisen. Damit unabhängig davon, ob das Modul in der rechten oder linken Modulreihe eingeschoben wird, stets gewährleistet ist, daß der Ölkreislauf innerhalb des Moduls 2 in der gleichen vorgegebenen Richtung verläuft, sind die Zu­ laufprofile 7a, 7b und Rücklaufprofile 7c, 7d der Trag/- Flüssigkeitsführungs-Profile in der gemäß Fig. 1 und 2 angegebenen Reihenfolge angeordnet, d. h. die Zulaufpro­ file 7a, 7b liegen an den rückwärtigen Außenkanten des Schrankes, während die Rücklaufprofile 7c, 7d zwischen diesen Zulaufprofilen angeordnet sind.

Zur zusätzlichen Stabilisierung des Stromrichterschran­ kes sind Verstrebungen 20 an den Verbindungen zwischen einem Verbindungs/Schienen-Profil 16 und einem Trag/- Flüssigkeitsführungs-Profil 7 sowie zwischen einem Ver­ bindungs/Schienen-Profil 16 und einem Trag/Kabelkanal- Profil 11 vorgesehen. In Fig. 3 sind ferner die Fronttür 15 des Schranks 1, das horizontale Trag/Flüssigkeitsfüh­ rungs-Profil 10a und die Gate-Unit 21 des Stromrichter­ moduls 2 dargestellt.

Der beschriebene modulare Aufbau des Stromrichterschran­ kes hat nicht nur den Vorteil, daß die Stromrichtermodu­ le im Störungsfall in einfacher Art und Weise ausgewech­ selt werden können, sondern es ist darüber hinaus mög­ lich, die vorgeschlagene Stromrichtermodul-Stromrichter­ schrank-Konfiguration zusätzlich für eine Trennerfunkti­ on heranzuziehen. Hierzu werden die Stromrichtermodule mit Modul-Einfahrkontakten 3 soweit aus den Schienen- Einfahrvorrichtungen 4 gezogen, daß der für eine Tren­ nerfunktion bei vorgegebener Spannung erforderliche elektrische Kontaktabstand erzielt wird. Die Module wer­ den in dieser Trennstellung arretiert. Folglich ergibt sich eine Trennung zwischen dem den Stromrichter spei­ senden Netz und dem Stromrichter sowie eine Trennung zwischen dem Stromrichter und der gespeisten Last. Die sonst zusätzlich erforderlichen Trennschalter können entfallen.

In Fig. 4 ist eine Frontansicht eines Stromrichter­ schrankes gemäß einer zweiten Variante dargestellt. Die­ se zweite Variante unterscheidet sich von der ersten Variante im wesentlichen dadurch, daß die eingesetzten Stromrichtermodule 23 nicht in mehreren Etagen im Strom­ richterschrank 22 übereinander gestapelt sind, sondern daß rechts und links von den zentral angeordneten Stütz­ kondensatoren 6 jeweils ein einziges Stromrichtermodul 23 vorhanden ist, welches z. B. drei Phasen beinhaltet. Dieses Stromrichtermodul 23 beinhaltet jedoch einen kom­ pletten Gleichrichter mit zusätzlichen Schutzeinrichtun­ gen, z. B. Kurzschließer etc., oder einen kompletten dreiphasigen Wechselrichter mit allen Phasen. Durch ei­ nen Fahrgestellrahmen 24 mit Laufrollen 17 sind auch diese Stromrichtermodule 23 beweglich und in den Schrank 22 leicht ein- und ausschiebbar. Die Stromrichtermodule 23 besitzen seitlich gerichtete Modul-Einfahrkontakte 3, wie bereits bei der ersten Variante beschrieben. Die Schienen-Einfahrvorrichtungen 4 und Stromschienen 5 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Ölzufuhr/Ölabflußflansche 8, 9 sowie die Gate-Units 21 sind angedeutet. Im Fahrgestellrahmen 24 können Span­ nungswandler 25 angeordnet sein.

In Fig. 5 ist eine Aufsicht auf einen Stromrichter­ schrank gemäß einer zweiten Variante dargestellt (bei abgenommener Deckplatte). Im einzelnen sind zwei im Stromrichterschrank 22 angeordnete Stromrichtermodule 23 zu erkennen, die hydraulisch über Schnellverschlußkup­ plungen 12 mit den Trag/Flüssigkeitsführungs-Profilen 7 verbunden sind. Die Modul-Einfahrkontakte 3 sind ange­ deutet, ferner die Gate-Unites 21 und die Trag/Kabelka­ nal-Profile 11. Zwischen beiden Stromrichtermodulen 23 liegen die Stützkondensatoren 6. Die Fronttüren 15 schließen den Stromrichterschrank 22 berührungssicher ab.

In Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines Stromrichter­ schrankes gemäß einer zweiten Variante dargestellt (bei abgenommener Seitenwand). Es ist ein Stromrichtermodul 23 mit Fahrgestellrahmen 24 und Laufrollen 17 zu erken­ nen. Die Schnellverschlußkupplungen 12 stellen die hy­ draulische Verbindung zu den Trag/Flüssigkeitsführungs- Profilen 7 her. Zwei im oberen und unteren rückwärtigen Bereich angeordnete Führungszapfen 18 sowie entsprechen­ de Führungsöffnungen 19 gewährleisten eine sichere Füh­ rung des Stromrichtermoduls 23 beim Einschub in den Stromrichterschrank 22. Desweiteren sind ein Trag/Kabel­ kanal-Profil 11 und die Fronttür 15 zu erkennen.

In Fig. 7 ist eine Frontansicht eines Stromrichter­ schrankes gemäß einer "2-Etagen-Bauweise-Rücken-an- Rücken" dargestellt (bei abgenommenen Fronttüren). Im Stromrichterschrank 26 sind insgesamt acht Stromrichter­ module 23 angeordnet, wobei jeweils zwei Stromrichtermo­ dule 23 übereinander gestapelt sind (2-Etagen-Bauweise). Frontseitig betrachtet liegen zwei derartige Stromrich­ termodulreihen mit zentral zwischen beiden Reihen ange­ ordneten Stützkondensatoren 6 nebeneinander. Unterhalb der Stützkondensatoren 6 befindet sich zwischen beiden Stromrichtermodulreihen ein Kabelanschlußraum 27. In der Aufsicht gemäß Fig. 8 bzw. der Seitenansicht gemäß Fig. 9 ist erkennbar, daß jeweils zwei Stromrichtermo­ dulreihen "Rücken-an-Rücken" liegen. In Fig. 7 sind fer­ ner die Gate-Unites 21 der einzelnen Stromrichtermodule 23, die Einfahrkontakte 3 sowie die Trag/Kabelkanal-Pro­ file 11 dargestellt.

In Fig. 8 ist eine Aufsicht auf einen Stromrichter­ schrank gemäß einer "2-Etagen-Bauweise-Rücken-an-Rücken" dargestellt (bei abgenommener Deckplatte). Im einzelnen sind die Zulauf-Profile 7a, 7b und die Rücklauf-Profile 7c 7d zu erkennen, in die jeweils die Schnellverschluß­ kupplungen 12 eingreifen, und zwar greifen zwei "Rücken-an-Rücken" liegende Stromrichtermodule 23 in ein- und dasselbe Trag/Flüssigkeitsführungs-Profil 7. Die Schienenverbindungen 13, die Kondensatorverbindungen 14 und die Modul-Einfahrkontakte 3 sind angedeutet. Die Stützkondensatoren 6 liegen ebenfalls "Rücken-an-Rüc­ ken". In Fig. 8 sind ferner die Fronttüren 15 des Strom­ richterschrankes 26 dargestellt.

In Fig. 9 ist eine Seitenansicht eines Stromrichter­ schrankes gemäß einer "2-Etagen-Bauweise-Rücken-an-Rüc­ ken" dargestellt (bei abgenommener Seitenwand). Die "Rücken-an-Rücken"-Anordnung der Stromrichtermodule 23 im Stromrichterschrank 26 ist gut zu erkennen. Es sind gemeinsame Trag/Flüssigkeitsführungs-Profile 7 für die Schnellverschlußkupplungen 12 beider rückseitig aneinan­ derliegenden Stromrichtermodule 23 vorgesehen. Die Lauf­ rollen 17 der Stromrichtermodule 23 werden wiederum auf Verbindungs/Schienen-Profilen 16 geführt. In Fig. 8 sind desweiteren die Gate-Unites 21 der Module und die Front­ türen 15 des Schrankes dargestellt.

In Fig. 10 ist ein Querschnitt des Trag/Flüssigkeitsfüh­ rungs-Profils dargestellt. Das Trag/Flüssigkeitsfüh­ rungs-Profil 7 bzw. 10 ist im Querschnitt rechteckförmig und weist eine Rahmenwandung 28 mit eingeschlossenem Ölkanal 29 auf. Jeweils an den Schmalseiten des recht­ eckförmigen Profils befinden sich in Längsrichtung des Profils verlaufende Bohrungen 30, 31 bzw. 32, 33. Mit Hilfe dieser Bohrungen 30 bis 33 kann der aus den Profi­ len 7/10 sowie den weiteren Profilen 11 und 16 zusammen­ gesetzte Gerüstrahmen des Stromrichterschranks ver­ schraubt werden, wozu jeweils Gewindeformschrauben in die Bohrungen einzuführen und zu verschrauben sind. Zur Markierung der genauen Lage der Bohrungen 30 bis 33 sind jeweils Anreißrillen 34 am Außenmantel der Rahmenwandung 28. Die Anreißrillen 34 erleichtern die Herstellung von Querbohrungen, die vom Außenmantel der Rahmenwandung 28 zur Bohrung 30 bis 33 verlaufen. Die Außenkanten der Rahmenwandung 28 sind jeweils abgeflacht, wodurch Schweißfasen 35 geschaffen werden, die ein Verschweißen eines komplett aufgebauten Gerüstes eines Stromrichter­ schrankes ohne Schweißlehre ermöglicht.

In Fig. 11 ist ein Querschnitt des Trag/Kabelkanal-Pro­ fils dargestellt. Das Trag/Kabelkanal-Profil 11 ist im Querschnitt U-förmig mit einem langgestreckten, relativ dünnwandigen Basisschenkel und zwei kurzen, relativ dickwandigen Seitenschenkeln. Diese im Querschnitt U-förmige Rahmenwandung ist mit Ziffer 36 bezeichnet. An beiden nach innen gerichteten Seitenflächen der kurzen Seitenschenkel befinden sich in Längsrichtung des Trag/Kabelkanal-Profils verlaufende Schiebenuten 37, 38 für die Aufnahme der Außenkanten einer ein- und aus­ schiebbaren Abdeckplatte 39. Bei eingeschobener Abdeck­ platte 39 wird ein Kabelkanal 40 gebildet, begrenzt durch den langgestreckten Basisschenkel, die beiden kur­ zen Seitenschenkel und die Abdeckplatte 39. Dieser Ka­ belkanal 40 nimmt die Verdrahtung abgedeckt auf. In den beiden relativ dickwandigen Seitenschenkeln der Rahmen­ wandung 36 verlaufen Bohrungen 41, 42 in Längsrichtung des Profiles 11, die zur Verschraubung der Trag/Kabelka­ nal-Profile 11 untereinander und mit weiteren Profilen 7/10 und 16 unter Einsatz von Gewindeformschrauben die­ nen. Die genaue Lage der Bohrungen 41, 42 ist mit Hilfe von Anreißrillen 34 an der äußeren Mantelfläche der Rah­ menwandung 36 gekennzeichnet. Desweiteren sind die Au­ ßenkanten des Profils wiederum abgeflacht, um Schweißfa­ sen 35 zu bilden.

In Fig. 12 ist ein Querschnitt des Verbindungs/Schienen­ profils dargestellt. Das Verbindungs/Schienenprofil 16 ist im Querschnitt T-förmig mit einem relativ kurzen Basisschenkel und zwei relativ langen Seitenschenkeln. Diese im Querschnitt T-förmige Rahmenwandung ist mit Ziffer 43 bezeichnet. Der kurze Basisschenkel bildet die Fahrschiene 44 zur Führung der Laufrollen 17 der Strom­ richtermodule 2 bzw. 23. In den beiden Seitenschenkeln sowie am Ort der Verbindung der drei Schenkel der Rah­ menwandung 43 sind Bohrungen 45, 46, 47 in Längsrichtung des Profiles 16 vorgesehen, die wiederum zur Verschrau­ bung der drei unterschiedlichen Profile 7/10, 11, 16 untereinander dienen, wobei die genaue Lage dieser Boh­ rungen 45 bis 47 wiederum mittels Anreißrillen 34 ge­ kennzeichnet ist.

Die Durchmesser der Bohrungen 30 bis 33, 41, 42, 45 bis 47 sowie die Lage der Bohrungen in den einzelnen Profi­ len 7/10, 11, 16 sind untereinander derart angepaßt, daß ein einfacher Aufbau eines Traggerüstes eines Stromrich­ terschrankes mittels Gewindeformschrauben möglich ist. Nach erfolgtem Aufbau des Traggerüstes werden die Profi­ le an ihren gemeinsamen Verbindungsstellen jeweils am Ort der Schweißfasen 35 miteinander verschweißt. Zusätz­ lich muß der Ölkanal 29 an den offenen Stirnflächen mit­ tels Abdeckkappen verschlossen werden. An den Verbin­ dungsstellen eines Trag/Flüssigkeitsführungs-Profiles 7 mit einem Trag/Flüssigkeitsführungs-Profil 10 müssen die Rahmenwandungen 28 des Profiles durchbrochen werden, um einen durchgängigen Ölkanal über beide Profile zu erzie­ len. Die Profile 7/10, 11, 16 bestehen vorzugsweise aus Aluminium.

In Fig. 13 ist eine zur Kontaktierung eines Modul-Ein­ fahrkontaktes geeignete Stromschienen-Einfahrvorrichtung dargestellt. Die Stromschienen-Einfahrvorrichtung 4 weist einen im Querschnitt U-förmigen Rahmen 48 auf, der über eine Schraubverbindung 49 an der Stromschiene 5 be­ festigt ist. Am Rahmen 48 sind vier Stäbe mit aufgefä­ delten Lochscheiben befestigt, die einzeln gefedert, viele Einzelkontaktpunkte bilden. Die so gebildeten Lochscheibenrollen 50 sind im gleichmäßigen Abstand vo­ neinander angeordnet. Die Achsen 51 der drehbeweglichen Lochscheibenrollen 50 sind über Halterungen 52 mit dem Rahmen 48 verbunden. Beim Einfahren und Ausfahren des im Querschnitt achteckigen Modul-Einfahrkontaktes 3 rollen die Lochscheibenrollen 50 federnd über die Kanten und Flächen des Modul-Einfahrkontaktes 3 ab. Die Ein/Aus­ fahr-Richtung ist durch Pfeile gekennzeichnet. Im einge­ fahrenen Zustand drücken die Lochscheibenrollen 50 gegen die Seitenflächen des Modul-Einfahrkontaktes 3, wodurch eine hohe Stromübertragungsfähigkeit infolge Vielfach­ kontaktierung gewährleistet ist.

In Fig. 14 ist eine Schnellverschlußkupplung darge­ stellt. Die Schnellverschlußkupplung 12 besteht aus ei­ nem Schnellverschlußkupplungsteil A, das über einen Flansch 53 an der durchbrochenen Wandung des Stromrich­ termoduls 2 befestigt ist, sowie aus einem Schnellver­ schlußkupplungsteil B, das über einen Flansch 53 an der durchbrochenen Rahmenwandung 28 des Trag/Flüssigkeits­ führungs-Profils 7 befestigt ist. Beide Teile A, B wei­ sen ein mit dem Flansch 53 verbundenes Ventilgehäuse 54 mit abgewinkelter Stirnfläche 55 auf. Im ausgekuppelten Zustand drücken im Innern des Ventilgehäuses 53 befind­ liche Ventilkegel 56 abdichtend gegen die Innenflächen der Stirnflächen 55. Eine zusätzliche Abdichtung ergibt sich durch Dichtungsmanschetten 57, die über die Außen­ flächen der Stirnflächen 55 und über die Ventilkegel 56 greifen. Im eingekuppelten Zustand drücken die Stirnflä­ chen der Ventilkegel 56 und die Dichtungsmanschetten 57 gegeneinander, wodurch sich Ringkanäle jeweils zwischen den Ventilgehäusen 54 und Ventilkegeln 56 ausbilden, durch die das Isolieröl 59 des Ölkühlkreislaufes fließen kann. Eine Abdichtung nach außen ergibt sich zusätzlich durch einen Mantel 58, der gegen die Dichtungsmanschet­ ten 57 drückt. Die Ein/Auskuppel-Richtung ist durch Pfeile gekennzeichnet.

In Fig. 15 ist eine weitere Variante eines Stromrichter­ schranks dargestellt. Der gezeigte Stromrichterschrank 60 eignet sich insbesondere für 6-Achs-Lokomotiven und enthält bei "Rücken-an-Rücken"-Bauweise (siehe Fig. 8, 9) sämtliche für die Traktion notwendigen Stromrichter­ module 2, und zwar in insgesamt sechs vertikalen Reihen (jeweils zwei Reihen liegen "Rücken-an-Rücken") zu je vier Stromrichtermoduln. Alternativ hierzu können auch anstelle der Module 2 die Stromrichtermodule 23 einge­ setzt werden, vorzugsweise in "2-Etagen-Bauweise-Rüc­ ken-an-Rücken" (siehe Fig. 7 bis 9).

In Fig. 16 ist eine Variante eines Verbindungs/Schie­ nen-Profils dargestellt. Das gezeigte Verbindungs/Schie­ nen-Profil 16a weist eine im Querschnitt L-förmige Rah­ menwandung 61 auf, wobei mittels des kurzschenkligen Teils der Rahmenwandung 61 eine Fahrschiene 62 gebildet wird. Das Ende der Fahrschiene 62 ist mit einer Schweiß­ nase 63 versehen. Die Schweißnase 63 eignet sich vor­ zugsweise zur Montage von Boden- und Abdeckplatten inner­ halb des Stromrichterschranks, wobei eine derartige Platte auf die Schweißnase 63 aufgesetzt wird und nach­ folgend eine Verbindung mittels Schweißen erfolgt. Der langschenklige Teil der Rahmenwandung 61 ist mit Bohrun­ gen 64, 65 in Längsrichtung des Profiles versehen, wobei die genaue Lage dieser Bohrungen wiederum durch Anreiß­ rillen 34 gekennzeichnet ist.

Claims (14)

1. Stromrichterschrank mit flüssigkeitsgekühlten Stromrichtermodulen, Stromschienen zur Kontaktierung der elektrischen Anschlüsse der Stromrichtermodule und einem Rahmen zur Bildung eines Flüssigkeitskühlkreislaufs, dadurch gekennzeichnet, daß horizontale Verbindungs/- Schienen-Profile (16) vorgesehen sind, die zur Führung von mit Laufrollen (17) ausgerüsteten, in den Schrank (1, 22, 26) ein- und ausschiebbaren Stromrichtermodulen (2, 23) dienen, daß die vertikalen, frontseitig angeord­ neten Stromschienen (5) mit Stromschienen-Einfahrvor­ richtungen (4) versehen sind, in die nach erfolgtem Ein­ schub Modul-Einfahrkontakte (3) der Stromrichtermodule (2, 23) elektrisch kontaktierend eingreifen, und daß ver­ tikale, rückseitig angeordnete Trag/Flüssigkeitsfüh­ rungs-Profile (7) mit Schnellverschlußkupplungen (12) versehen sind, die nach erfolgtem Einschub eine hydrau­ lische Ankupplung des Stromrichtermoduls (2, 23) an den Flüssigkeitskühlkreislauf gestatten.

2. Stromrichterschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß frontseitig vertikale Trag/Kabelka­ nal-Profile (11) zur Führung von Steuerkabeln vorgesehen sind.

3. Stromrichterschrank nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggerüst des Schranks aus den vertikalen, rückseitig angeordneten Trag/Flüs­ sigkeitsführungs-Profilen (7), den vertikalen, frontsei­ tig angeordneten Trag/Kabelkanal-Profilen (11) und den diese beiden Profile (7, 11) verbindenden horizontalen Verbindungs/Schienen-Profilen (16) aufgebaut ist.

4. Stromrichterschrank einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Stromrich­ termodule (2, 23) an der Rückenplatte des Stromrichter­ schranks (1, 22, 26) bzw. an der Rückseite der Stromrich­ termodule (2, 23) angebrachte Führungsmittel (18) bzw. entsprechende Führungsöffnungen (19) vorgesehen sind.

5. Stromrichterschrank nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trag/Flüssig­ keitsführungs-Profil (7, 10) eine im Querschnitt rech­ teckförmige Rahmenwandung (28) mit eingeschlossenem Flüs­ sigkeitskanal (29) aufweist.

6. Stromrichterschrank nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trag/Kabel­ kanal-Profil (11) eine im Querschnitt U-förmige Rahmen­ wandung (36) aufweist, die zusammen mit einer getrennten Abdeckplatte (39) einen Kabelkanal (40) einschließt.

7. Stromrichterschrank nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (39) in Schiebenu­ ten (37, 38) der Rahmenwandung (36) eingreift.

8. Stromrichterschrank nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungs/- Schienen-Profil (16, 16a) eine im Querschnitt T- oder L-förmige Rahmenwandung (43, 61) mit integrierter Fahr­ schiene (44, 62) aufweist.

9. Stromrichterschrank nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trag/Flüssigkeitsfüh­ rungs-Profile (7, 10), die Trag/Kabelkanal-Profile (11) und die Verbindungs/Schienenprofile (16) jeweils mit in Längsrichtung der Profile verlaufenden Bohrungen (30 bis 33, 41, 42, 45 bis 47) versehen sind, die einen Aufbau des Traggerüstes des Stromrichterschranks über Gewinde­ formschrauben ermöglichen.

10. Stromrichterschrank nach den Ansprüchen 5 bis 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trag/Flüssig­ keitsführungs-Profile (7) und Trag/Kabelkanal-Profile (11) mit Schweißfasen (35) zum Verschweißen eines aufge­ bauten Traggerüstes versehen sind.

11. Stromrichterschrank nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Strom­ richtermodule (2, 23) vertikal übereinander in verschie­ denen Etagen angeordnet sind.

12. Stromrichterschrank nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromrichter­ module (2, 23) in zwei vertikalen Reihen angeordnet sind, zwischen denen Stützkondensatoren (6) liegen.

13. Stromrichterschrank nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Rücken-an-Rücken- Anordnung der Stromrichtermodule (2, 23).

14. Stromrichterschrank nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromrichter­ module (2, 23) in drei vertikalen Reihen angeordnet sind.