ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ БЛОК Российский патент 1998 года по МПК H01L25/03 

Изобретение относится к полупроводниковой преобразовательной технике и может быть использован в конструкции мощных выпрямительных установок, предназначенных для питания устройств электролиза в цветной металлургии и химической отрасли промышленности, а также в мощных управляемых выпрямительных установках для электропривода.

Известен преобразовательный блок, содержащий n пар согласно последовательности соединенных через токоотвод таблеточных полупроводниковых вентилей, охладители, присоединенные к противоположным полюсам пар полупроводниковых вентилей, выполняющих одновременно функцию токоведущей шины, и несущую конструкцию [1].

Недостатком данного блока является неравномерность охлаждения таблеточных полупроводниковых вентилей, связанная с разными условиями их охлаждения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является преобразовательный блок, содержащий n пар согласно последовательно соединенных через токоотвод таблеточных полупроводниковых вентилей, охладители, присоединенные к противоположным полюсам пар таблеточных полупроводниковых вентилей, одну токоведущую шину, соединяющую крайние одноименные полюса пар таблеточных полупроводниковых вентилей, и несущую конструкцию, причем каждый охладитель снабжен штуцерами для подвода и отвода охлаждающей жидкости, а в качестве несущей конструкции использована рама в виде швеллера [2].

Недостатком данного блока является неравномерность охлаждения таблеточных полупроводниковых вентилей, связанная с нагреванием охлаждающей жидкости при ее последовательном прохождении от первого до последнего охладителя. Неравномерное охлаждение таблеточных полупроводниковых вентилей ведет к снижению мощности преобразовательного блока. Кроме того, конструкция данного преобразовательного блока не обеспечивает жесткого соединения модулей между собой вследствие одностороннего крепления модулей на несущей конструкции.

Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является обеспечение равномерного охлаждения таблеточных полупроводниковых вентилей, что повышает мощность преобразовательного блока, и повышение жесткости конструкции преобразовательного блока, что повышает его прочность.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в известном преобразовательном блоке, содержащем n пар согласно последовательно соединенных через токоотвод таблеточных полупроводниковых вентилей, охладители, присоединенные к противоположным полюсам пар полупроводниковых вентилей, одну токоведущую шину, соединяющую крайние одноименные полюса пар таблеточных полупроводниковых вентилей, и несущую конструкцию, согласно изобретению через охладители, присоединенные к каждому из полюсов пар таблеточных полупроводниковых вентилей, пропущено по сплошному металлическому водоводу, выполненному в виде U-образной трубки, причем через каждый охладитель проходят оба ее плеча, преобразовательный блок дополнительно содержит токоведущую шину, соединяющую вторые крайние одноименные полюса пар таблеточных полупроводниковых вентилей, а в качестве несущей конструкции использована рама, образованная токоведущими шинами и сплошными металлическими водоводами, стянутыми между собой через таблеточные полупроводниковые вентили и охладители в их осевом направлении.

Наличие металлических водоводов, выполненных в виде U-образной трубки, проходящей двумя плечами через каждый охладитель, обеспечивает равномерное охлаждение таблеточных полупроводниковых вентилей за счет выравнивания температуры охладителей, связанных U-образой трубкой, т.к. температура каждого охладителя определяется средней температурой плечей U-образной трубки.

Кроме того, наличие металлического водовода, выполненного в виде U-образной трубки, в совокупности с двумя токоведущими шинами, каждая из которых соединяет одноименные полюса пар таблеточных полупроводниковых вентилей, обеспечивает повышение жесткости конструкции преобразовательного блока за счет сквозной стяжки модуля через таблеточные полупроводниковые вентили и охладители в их осевом направлении.

На фиг. 1 изображен главный вид предлагаемого преобразовательного блока; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Преобразовательный блок содержит полупроводниковые таблеточные вентили 1, каждая пара которых соединена согласно последовательно через токоотвод 2. Катодные выводы верхних по чертежу полупроводниковых таблеточных вентилей 1 и анодные выводы нижних соединены через охладители 3 со сборными шинами 4. Каждая пара таблеточных полупроводниковых вентилей 1 и соответствующих охладителей 3 совместно с шинами 4 стянута с помощью траверз 5 и шпилек 6 в осевом направлении. Через охладители 3, присоединенные к каждому из полюсов пар таблеточных полупроводниковых вентилей 1, пропущено по сплошному металлическому водоводу 7, выполненному в виде U-образной трубки.

Преобразовательный блок работает следующим образом. Электрический ток от токоотводов 2 через таблеточные полупроводниковые вентили 1 и охладители 3 поступает на сборные шины 4. Сборные шины 4 совместно с сплошными металлическими водоводами 7, связывающими охладителями 3, за счет стяжки через пары таблеточных полупроводниковых вентилей 1 с помощью шпилек 6 и траверз 5 образуют единую конструкцию. Охлаждающая жидкость протекает через каждый охладитель 3 дважды: в прямом и в обратном направлениях. При этом средняя температура охлаждающей жидкости, протекающей через охладитель 3, для всех охладителей одинакова. Этим обеспечиваются одинаковые условия охлаждения для всех полупроводниковых таблеточных вентилей 1.

Использование заявляемого преобразовательного блока обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:
равномерное охлаждение таблеточных полупроводниковых вентилей, что повышает мощность преобразовательного блока,
повышение жесткости конструкции преобразовательного блока, что повышает его прочность,
упрощение конструкции за счет исключения специальной несущей рамы и связанных с ней элементов крепления,
повышение технологичности сборки за счет обеспечения возможности стягивать пары полупроводниковых таблеточных вентилей независимо друг от друга с заданными техническими условиями на вентиле усилием.

Изобретение относится к полупроводниковой преобразовательной технике и может быть использовано в конструкциях выпрямительных установок, предназначенных для питания устройств элетролиза в цветной металлургии и химической отрасли промышленности, а также в управляемых выпрямительных установках для электропривода. Сущность: преобразовательный блок содержит n пар согласно последовательно соединенных через токоотвод таблеточных полупроводниковых вентилей, охладители, присоединенные к противоположным полюсам пар полупроводниковых вентилей, токоведущую шину, соединующую крайние одноименные полюса пар полупроводниковых вентилей, и несущую конструкцию. Через охладители, присоединенные к каждому из полюсов пар таблеточных полупроводниковых вентилей, пропущено по сплошному металлическому водоводу, выполненному в виде U-образной трубки, причем через каждый охладитель проходят оба ее плеча, преобразовательный блок дополнительно содержит токоведущую шину, соединяющую вторые крайние одноименные полюса пар полупроводниковых вентилей, а в качестве несущей конструкции использована рама, образованная токоведущими шинами и сплошными металлическими водоводами, стянутыми между собой через таблеточные полупроводниковые вентили и охладители в их осевом направлении. 2 ил.

Преобразовательный блок, содержащий n пар согласно последовательно соединенных через токоотвод таблеточных полупроводниковых вентилей, охладители, присоединенные к противоположным полюсам пар таблеточных полупроводниковых вентилей, одну токоведущую шину, соединяющую крайние одноименные полюса пар таблеточных полупроводниковых вентилей, и несущую конструкцию, отличающийся тем, что через охладители, присоединенные к каждому из полюсов пар таблеточных полупроводниковых вентилей, пропущено по сплошному металлическому водоводу, выполненному в виде U-образной трубки, причем через каждый охладитель проходят оба ее плеча, преобразовательный блок дополнительно содержит токоведущую шину, соединяющую вторые крайние одноименные полюса пар таблеточных полупроводниковых вентилей, а в качестве несущей конструкции использована рама, образованная токоведущими шинами и сплошными металлическими водоводами, стянутыми между собой через таблеточные полупроводниковые вентили и охладители в их осевом направлении.