Полупроводниковый выпрямитель Советский патент 1984 года по МПК H01L25/02 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструированию и изготовлению полупроводниковых выпрямителей, и может быть использовано в выпрямительных установках тепловозов и электровозов, а также в различных силовых цепях. Известен полупроводниковый выпрямитель, выполненный в виде модуля, содержащий кремниевые таблеточные приборы и охладители, снабженные испарителями и трубчатыми оребренными конденсаторами, жестко прикрепленными к испарителям, причем на каждом испарителе установлено два конденсатора под углом 15-20° один к другому в плоскости, перпендикулярной направлению воздушного потока 1. Однако для данного полупроводникового выпрямителя характерны недостаточно высокая интенсивность теплообмена при обдуве и неуниверсальность компановки выпрямителя - невозможность вертикальной установки оси модуля к шкафу преобразователя при обдуве его вертикальным потоком воздуха. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и положительному эффекту является полупроводниковый выпрямитель, выполненный в виде модуля, содержащий кремниевые таблеточные приборы и охладители, снабженные испарителями и трубчатыми конденсаторами, жестко прикрепленными к испарителям под углом более 10° над горизонтом при вертикальном направлении оси модуля 2. Однако для известного полупроводникового выпрямителя характерны недостаточно высокая интенсивность теплообмена охладителей и невозможность горизонтальной установки оси модуля в шкафу преобразователя при обдуве его горизонтальным потоком охлаждающего воздуха. Цель изобретения - интенсификация теплообмена охладителя при эксплуатации выпрямителя с вертикальным или горизонтальным направлением оси модуля. Поставленная цель достигается тем, что в полупроводниковом выпрямителе, выполненном в виде модуля, содержащем собранные в столб чередующиеся таблеточные полупроводниковые приборы и охладител-и, снабженные испарителями и трубчатыми оребренными конденсаторами, жестко прикрепленными к испарителям, оребренные трубки каждого конденсатора установлены в испарителе на различные углы о( от 4 до 86° над горизонтом при вертикальном направлений оси модуля. При использовании трубок конденсаторов, оребренных спиральными, пластинчатыми или круглыми ребрами, установленными под углом 90° к оси трубок, они могут быть закреплены в испарителе под углами «от 4 до 25° над горизонтом. Для повышения эффективности внутрен ние полости испарителей могут быть выполнены в виде цилиндрических каналов с резь бовой нарезкой. Длина оребренных трубок конденсатора, установленных под большим углом л относительно к длине аналогичных трубок, установленных под наименьшим углом «mio, может быть выполнена в Р больше. На фиг. 1 изображен полупроводниковый выпрямитель с вертикальным направлением оси модуля; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - охладитель выпрямителя с разной длиной трубок конденсатора. Полупроводниковый выпрямитель выполнен в виде модуля и содержит кремниевые таблеточные полупроводниковые приборы 1 и охладители, имёюшие испаритель 2 и трубчатые оребренные конденсаторы 3. Оребренные трубки каждого кбнденсатора установлены в испарителях 2 на различные углы а от 4 до iJb над горизонтом при вертикальном расположении модуля. Модуль собран -на двух стальных шпильках 4 и стянут между траверсами 5. Выпрямитель крепится к вентиляционному каналу 6 с помощью угольников 7 так, что в потоке охлаждающего воздуха расположены лищь трубчатые оребренные конденсаторы 3 охладителя. Утечка воздуха из канала через полость выпрямителя и попадание его на приборы 1 исключается посредством экрана 8. Подвод и отвод .тока от приборов 1 осуществляется с помощью шин 9. Благодаря установке оребренных трубок конденсатора на различные углы поток охлаждающего воздуха дополнительно турбулизируется в вентиляционном канале 6, что снижает толщину ламинарного пограничного слоя воздуха на наружной поверхности трубок и повыщает эффективность теплообмена. Установка оребренных трубок конденсаторов на углы от 4 до 86° над горизонтом позволяет располагать модуль вертикально или горизонтально, не снижая эффективность теплообмена. Выполнение внутренних полостей испарителя в виде цилиндрических каналов с резьбовой нарезкой 10 (фиг. 2) позволяет интенсифицировать процесс кипения за счет увеличения числа центров парообразования на шероховатой резьбе и оребрения его внутренних полостей, а также упростить конструкцию испарителя. Внутренние полости охладителя герметизируются пробкой 11. Оребренные трубки конденсаторов, установленные под большим углом « (фиг. 3) могут быть выполнены длиннее в раз, чем трубки, установленные под минимальным углом Лгшп. Это позврляет увеличить площадь поверхности конденсатора

охладителя, а следовательно, и эффективность теплообмена при одних и тех же габаритах вентиляционного канала и выпрямителя в целом без увеличения числа трубок в испарителе.

Разведение трубок конденсатора на различные углы в диапазоне от 4 до 86° позволяет повысить отводимый тепловой поток на 7% при вертикальном и горизонтальном расположЬнии модуля. Использование трубок конденсатора с ребрами, установленными под углом 90° к оси трубок, ограничивает наибольший угол Их установки до 25, так как с повышением угла установки 25° коэффициент теплоотдачи к воздуху начинает уменьшаться, снижая интенсивность теплоотдачи и увеличивая аэродинамическое сопротивление охладителя. Ухудшение теплоотдачи дополнительно происходит от того, что поток охлаждающего воздуха ребрами отжимается к испарителю, искажая поле скоростей воздуха в коробе и, ухудшая обдув следующего конденсатора, расположенного ниже по потоку воздуха. Выполнение внутренних полостей испарителя в виде цилиндрических каналов с резьбовой нарезкой повышает интенсивность теплоотдачи на 5%. Удлинение трубок конденсаторов, установленных под большим углом, приводит к увеличению отводимого теплового потока примерно на величину, пропорциональную увеличению общей площади конденсатора охладителей.

1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ, выполненный в виде модуля, содержащий собранные в столб чередующиеся таблеточные полупроводниковые приборы и охладители, снабженные испарителями и трубчатыми оребреннымй конденсаторами, жестко прикрепленными к испарителям, отличающийся тем, что. с целью интенсификации теплообмена, оребренные трубки каждого конденсатора, установлены в испарителе на различные углы оС от 4 до 86° над горизонтом при вертикальном направлении оси модуля. 2.Выпрямитель по п. 1, отличающийся тем, что трубки конденсаторов, оребренные спиральными, пластинчатыми или круглыми ребрами, установленными под углом 90° к оси трубок, закреплены в испарителе под углами а от 4° до 25° над горизонтом. 3.Выпрямитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что внутренние полости испарителей выполнены в виде цилиндрических каналов с резьбовой нарезкой.4.Выпрямитель по пп. 1-3, отличающийся тем, что длина оребренных трубок i конденсатора, установленных под большим углом а относительно к длине аналогичные (Л трубок, установленных под наименьшим угломлгшп, выполнена в раз cos а больше. оо о

VVvX. NJ Х

уЗ

/

10

Фиг. 2