Высоковольтный тиристорный модуль с жидкостным охлаждением Советский патент 1984 года по МПК H01L25/02 H01L23/34 

2. Модуль по П.1, отличающийся тем, что электропроводящие трубки для охлаждающей жидкости между радиаторами окружены магнитными сердеч.1иками.

. 3. Модуль по пп. 1и2, отличаю щ и и с я тем, что элементы делителя напряжения соединены с электропроводящими трубками для охлаждающей жидкости или радиаторами.

4. Модуль по пп.1-3,. отличающийся тем, что один из радиаторов каждого тиристора жестко прккреплен к единсжу опорному элементу и электрически изолирован от него, & тиристор и второй радиатор каждого тиристора прикреплены к первому радиатору при помощи съемного держателя..

5.Модуль попп.1-4, отличающийся тем, что, элементы делителя напряжения размещены на опорном элементе.

6.Модуль по пп.1-5, о т л и ч аю щ и и с я тем, что опорный элемент снабжен экраном,

7.Модуль по пп.1-6, отличающийся тем, что электропроводящие и электроизоляционные трубки для охлаждающей жидкости расположёны крест-накрест между радиаторами соседних тиристоров.

1.ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ МОДУЛЬ С ЖИДКОСТНЬМ ОХЛАЖДЕНИЕМ, содержащий множество последовательно соединенных таблеточных тиристоров, с анодной и катодной сторон каждого из которых расположены электрически с ними соединенные радиаторы, при этом радиаторы соседних тиристоров соединены между собой посредством f3 /4 трубок для охлаждающей жидкости, часть из которых выполнена из электроизоляционного материала, таким образсм, что охлаждение тиристоров с анодной и катодной сторон производится параллельными потоками жидкости, отличающийся тем,что, с целью повышения надежности, .радиаторы, расположенные с анодной стороны каждого предыдущего тиристора,ja исключением двуХ тиристоров на конце последовательно соединенного ряда, соединены с радиатором, расположенн лм с каждой стороны последующехо тиристора,посредством электропроводящих трубок для охлаяодающей жидкости, осуществляющих электрическое соединение тиристоров, а радиаторы, расположенные с катодной стороны предыдущего тиристора, соединены с радиатором, расположенным с анодной стороны последующего тиристора п6 средством электроизоляционных трубок для охлаждающей жидкости. /3 // V I .4; - --d- -ЧЕг;I fff

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высоковольтным тиристорНЕлм модулям с жидкостным охлаждением.

Тиристорные модели с последовательно соединенными тиристорами используют для высокого напряжения, например для статических преобразователей высокого напряжения. При кон струировании такого модуля необходимо учитывать электрические условия, такие как распределение напряжения, изоляция и ограждение свечения/ а также механическую конструкцию, причем учитывать это необходимо с точки зрения прочности, практичности и относительной компактности. Необходимо учитывать также технические условия охлаждения - безопасное и одинаковое охлаждение всех тиристо ров. В случае таблеточных тиристоров которые в настоящее время чаще всего испсшьзуются для высоких мощностей и.напряжений, используют двухстороннее охлаждение тиристоров.

Известен тиристорный модуль с жидкостным охлаждением, содержащим множество таблеточных тиристоров, чередующихся с электропроводящими радиатора и, через которые проходит жидкость. Весь модуль сжат с помощью общего прижимного устройства, создаю щего необходимое давление между тиристорами

В таком устройстве замена одного вышедшего из строя тиристора является сложной задачей: необходимо.демонтировать весь модуль. Кроме того, для каждого радиатора предусмотрены отдельные охлаждающие цепи, что является сложным и дорогим методом охлаждения.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является высоковольтный тиристорный модуль с жидкостным охлаждением, содержащий множество последовательно соединенных таблеточных тиристоров, с анодной и катодной сторон каждого из которых расположены электрически с ними соединенные радиаторы, причем радиаторы соседних тиристоров соединены между собой посредством трубок для охлаждающей жидкости, часть из которых выполнена из электрсйизапяционного материала, таким образом, что охлаждение тиристоров с анодной и катодной сторон производится параллельными потоками жидкоети Н .

в этом устройстве при последовательном соединении радиаторы как с анодной, так и с к-атодной стороны соединены между собой с полнощью электроизоляционных трубоку при этом существует опасность утечки охладителя в местах соединений. Кроме того поскольку охлаждающие трубки не осуществляют электрического соединения тиристоров, необходимо предусматривать отдельные электрические провода то повышает риск плохих соединений, которые могут привести к неисправности всего модуля. Все это приводит к недостаточной надежности модуля.

Цель изобретения - повышение надежности.

Цель достигается тем, что в высоковольтном тиристорном модуле с жидкостным охлаждением, содержащем множество последовательно соединенных таблеточных тиристоров, с анодной и катодной сторон каждого из которых расположены электрически с ними соединенные радиаторы, при этом радиаторы соседних тиристоров соединены между собой посредством трубок для охлаждающей.. жидкости, часть из которы выполнена из электроизоляционного материала, таким Образогл, что охлаж дение тиристоров с анодной и катодной сторон производится параллельны ми потоками жидкостн, радиаторы, ра положенные с анодной стороны каждого предыдущего тиристора, за исключени ем двух тиристоров на конце последо вательно соединенного ряда, соедине ны с радиатором, расположенным с ка тодной стороны последующего тиристо ра, посредством электропроводящих трубок для охлаждающей жидкости, осуществляющих электрическоесоединение тиристоров, а радиаторы, распсзпоженные с катодной стороны предеа дущего тиристора, соединены с радиа тором, расположенным с анодной стор ны последующего тиристора посредст.вом электроизоляционных трубок для .охлаждающей жидкости. Кроме того, электропроводящие трубки для охлаждения жидкости межд радиаторами окружены магнитнЕлми сер дечниками. Элементы делителя напряжения соединены с электропроводящими труб ками охлаждающей жидкости илис радиаторами. Один из радиаторов ка)кдого тирис тора жестко прикреплен к единому опорному элементу и электрически изолирован от него, а тиристор и второй радиатор каждого тиристора прикреплен к первому радиатору при помощи съемного держателя. Элементы делителя напряжения раз мещены на опорном элементе. Опорный элемент снабжен экраном. Электропроводящие и электроизоляционные трубки для охлаждающей жидкости располоисены крест-накрест между радиаторами соседних тиристоров На фиг. 1 схематично изображен тиристорный модуль; на фиг. 2 - отдельные модули при сборке в вентиль на фиг. 3 - вариант модуля. На фиг. 1 показан ряд последовательно соединенных тиристопов 1-4. Тиристоры имеют таблеточную форму/ с двух сторон (анодной и катодной) охлаждающие радиаторы 5 и 6 соотве.т ственно, по которым проходит жидкос и которые одновременно образуют элек трические соединения для анода и катода тиристора. Радиатор б с ка тодной стороны тиристора последовательно соединяют с радиатором 5с анодной стороны последующего тиристора при- помощи электрически проводящей трубки 7 для охлаждающей труб ки 7 для охлаждающей жидкости. При чем этот же радиатор 6 с катодной стороной соединен с радиатором 5с анодной стороны предыдущего, тиристора при помощи электроизоляционной трубки 8 для охлаждающей жидкости. Таким путем -тиристоры охлаждаются двумя параллельными потокгиии жидкое- ти, которые постоянно пересекают друг друга ив которых каждое второе соединение образует также электрическое соединение между тиристорами. Если потоки жидкости направляютЪя навстречу друг другу, то достигается равномерное охлаждение всех тиристоров. Два потока жидкости можно соединить последовательно,как показано пунктирными линиямина левом конце лампы. Радиаторы 6 с катодной стороны единой опорой помещают на элементе 9, который может быть изоляционным или изолированньм, либо между радиатором и опорным элементом может размещяться изоляционная прокладка 10. Тиристор и два его радиатора 5 и 6 прикрепляют к опорному элементу 9 при помощи -держателя, или хомутика (условно обозначен стрелкой 11) . Каждый тиристрр крепится своим держателем, поэтому можно заменить перегоревший тиристор, не разбирая весь модуль. В тиристорных модулях для высокого напряжения между тиристорами подсоединяют реактивные катушки для регулирования производной тока в модуле и отдельных тиристорах при зажигании и гашении. В данной конструкции модуля это достигается простым способом, посредством посадки железных сердечников 12 на проводящие трубки 7, например, в виде целых или разъемных кольцеобразных сердечников. Чтобы обеспечить правильное распределение напряжения в модуле и питать устройства зажигания тиристоров (не показаны), модуль присоединяют паргшлельно резистивно-емкостному делителю напряжения (показан схематически в виде комбинации последовательно соединенных конденсаторов 13 и резисторов 14). Последний подсоединяют таким образом, что|бы обеспечить крестообразные соединения с проводящими охлаждающими трубками 7. Опорный элемент 9 образует соответствующую раму, в которой можно размещать элементы 13 и 14, а также устройства зажигания для тиристоров. Жидкость из радиаторов можно пропускать для охлаждения тиристо15ов 14, требование к охлаждению которы х не настолько критично, как к тиристорам. Соединения 15,16 модуля можно объединить с соединением к элементам 13,14 делителя напряжения. Модуль высокого напряжения обычно должен обеспечиваться устройством