ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ БЛОК Российский патент 1997 года по МПК H01L25/03 

Изобретение относится к полупроводниковой преобразовательной технике и может быть использовано в конструкциях мощных выпрямительных установок, предназначенных для питания устройств электролиза в цветной металлургии и химической промышленности.

Известен полупроводниковый вентильный блок воздушного охлаждения, содержащий полупроводниковый таблеточный тиристор, установленный на охладителе, и предохранитель (авт.св. СССР N 936097, H O I L 25/00, опублик. 15.06.82).

Недостатком данного блока является высокая рабочая температура предохранителя, связанная с низкой эффективностью воздушного охлаждения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является полупроводниковый вентильный блок воздушного охлаждения, содержащий полупроводниковый таблеточный вентиль, зажатый траверсой с болтами между основаниями двух охладителей, выполненных в виде отходящих от основания коллекторов с ребрами, предохранители и изоляционные панели, ограждающие боковые ребра охладителей (Ситник Н.Х. Силовые кремниевые вентильные блоки. М. Энергия, 1972, с.137 138). В данной конструкции для установки предохранителей использована изоляционная плита, крепится на охладителе, а изоляционные панели закрывают охладители со всех сторон. При установке полупроводниковых вентильных блоков в выпрямительном устройстве охладители с закрытыми изоляционными панелями ребрами образуют вентиляционную шахту.

Недостатком данного блока является высокая рабочая температура предохранителей, связанная с низкой эффективностью их воздушного охлаждения. Кроме того, данный блок характеризуется большими габаритами и массой, а также низкой ремонтопригодностью, вследствие труднодоступности полупроводниковых таблеточных вентилей при необходимости их замены.

Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является снижение рабочей температуры предохранителей, что повышает надежность полупроводникового вентильного блока, а также улучшение его массогабаритных показателей и повышение ремонтопригодности.

Постановленная техническая задача решается за счет того, что в полупроводниковом вентильном блоке воздушного охлаждения, содержащем полупроводниковый таблеточный вентиль, зажатый траверсой с болтами между основаниями двух охладителей, выполненных в виде отходящих от основания коллекторов с ребрами, предохранители и изоляционные панели, ограждающие боковые ребра охладителей, согласно изобретению, охладитель, прижатый к полупроводниковому таблеточному вентилю со стороны траверсы, снабжены двумя дополнительными ребрами, параллельными основанию и перекрывающими ребра охладителя, отходящие от коллектора в сторону, противоположную основанию, предохранители установлены на дополнительных ребрах и снабжены фланцами, причем фланцы предохранителей перекрывают щель между дополнительными ребрами.

наличие двух дополнительных ребер, расположенных параллельно основанию на охладителе, прижатом к полупроводниковому таблеточному вентилю со стороны траверсы, и перекрывающих ребра охладителя, обеспечивает при установке полупроводниковых вентильных блоков в выпрямительном устройстве образование вентиляционной шахты, причем фланцы предохранителей, установленных на дополнительных ребрах, эффективно охлаждаются за счет прохождения воздуха через вентиляционную шахту. Этим обеспечивается снижение рабочей температуры предохранителей и повышение надежности полупроводникового вентильного блока.

Наличие двух дополнительных ребер, расположенных параллельно основанию на охладителе, прижатом к полупроводниковому таблеточному вентилю со стороны траверсы, обеспечивает улучшению массогабаритных показателей полупроводникового вентильного блока за счет отсутствия изоляционной плиты для установки предохранителей и элементов ее закрепления, промежуточных тоководов, соединяющих основания охладителей с предохранителями и зажимами для подключения внешних электрических цепей, а также за счет того, что часть периметра вентиляционной шахты образуется непосредственно ребрами охладителей и фланцами предохранителей.

Наличие двух дополнительных ребер, расположенных параллельно основанию на охладителей, прижатом к полупроводниковому таблеточному вентилю со стороны траверсы, обеспечивает повышение ремонтопригодности полупроводникового вентильного блока за счет свободного доступа к траверсе, прижимающей первый охладитель к вентилю и второму охладителю, путем откручивания болтовых соединений, закрепляющих фланцы предохранителей на дополнительных ребрах.

На чертеже изображен полупроводниковый вентильный блок в изометрии.

Полупроводниковый вентильный блок содержит полупроводниковый таблеточный вентиль 1, зажатый между охладителем 2 и охладителем 3 траверсой 4 с болтами 5. На охладителе 2 закреплены изоляционные панели 6. На охладителе 3 закреплены два дополнительных ребра 7, которые перекрывают ребра охладителя 3, отходящие от коллектора в сторону, противоположную основанию 8 охладителя 3. На дополнительных ребрах 7 установлены предохранители 9, фланцы 10 которых закрывают щель между дополнительными ребрами 7. Внешние электрические цепи подключаются непосредственно к охладителю 2 и выводам 11 предохранителей 9. При установке полупроводниковых вентильных блоков в выпрямительном устройстве охладители 2 полупроводниковых вентильных блоков закрепляются на сборной шине 12. Сборная шина 13 соединена с выводами 11 предохранителей 9.

Полупроводниковый вентильный блок работает следующим образом.

Электрический ток от сборной шины 12 через охладитель 2, полупроводниковый таблеточный вентиль 1, охладитель 3, дополнительные ребра 7, нижние фланцы 10 предохранителей 9, выводы 11 предохранителей 9 поступает на сборную шину 13. Сборная шина 12, изоляционные панели 6, дополнительные ребра 7 и фланцы 10 предохранителей 9 образуют вентиляционную шахту для воздушного охлаждения. Для снятия предохранителей 9 необходимого открутить болтовые соединения, закрепляющие фланцы 10 предохранителей 9 на дополнительных ребрах 7. После снятия предохранителей обеспечивается свободный доступ к траверсе 4, охладителю 3, полупроводниковому таблеточному вентилю 1 и охладителю 2.

Использование заявляемого полупроводникового вентильного блока обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:
понижение рабочей температуры предохранителей, что повышает надежность выпрямительных устройств;
улучшение массогабаритных показателей выпрямительных устройств;
повышение ремонтопригодности выпрямительных устройств;
упрощение конструкции полупроводниковых вентильных блоков и снижение затрат на изготовление полупроводниковых вентильных блоков;
снижение затрат при эксплуатации выпрямительных устройств за счет использования в качестве запасных частей полупроводниковых таблеточных вентилей и предохранителей вместо целых полупроводниковых вентильных блоков.

Использование: полупроводниковая преобразовательная техника, в конструкциях мощных выпрямительных установок, предназначенных для питания устройств электролиза в цветной металлургии и химической промышленности. Сущность изобретения: полупроводниковый вентильный блок воздушного охлаждения содержит полупроводниковый таблеточный вентиль, прижатый траверсой с болтами между основаниями двух охладителей, выполненных в виде отходящих от основания коллекторов с ребрами, предохранители и изоляционные панели, ограждающие боковые ребра охладителей. Охладитель, прижатый к полупроводниковому таблеточному вентилю со стороны траверсы, снабжен двумя дополнительными ребрами, параллельными основанию и перекрывающими ребра охладителя, отходящие от коллектора в сторону, противоположную основанию; предохранители установлены на дополнительных ребрах и снабжены фланцами, причем фланцы предохранителей перекрывают щель между дополнительными ребрами. Технической задачей, решаемой изобретением, является снижение рабочей температуры предохранителей, что повышает надежность полупроводникового вентильного блока, а также улучшение его массогабаритных показателей и повышение ремонтопригодности. 1 ил.

Полупроводниковый вентильный блок воздушного охлаждения, содержащий полупроводниковый таблеточный вентиль, зажатый траверсой с болтами между основаниями двух охладителей, выполненных в виде отходящих от основания коллекторов с ребрами, предохранители и изоляционные панели, ограждающие боковые ребра охладителей, отличающийся тем, что охладитель, прижатый к полупроводниковому таблеточному вентилю со стороны траверсы, снабжен двумя дополнительными ребрами, параллельными основанию и перекрывающими ребра охладителя, отходящие от коллектора в сторону, противоположную основанию, предохранители установлены на дополнительных ребрах и снабжены фланцами, причем фланцы предохранителей перекрывают щель между дополнительными ребрами.