Полупроводниковый преобразователь Советский патент 1985 года по МПК H01L25/02 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к силовой части полупро.водниковых устройств, в которой используются конструктивно законченные базовые сборочные силовые полупроводниковые модули.

Целью изобретения является повышение надежности и :эффективности охлаждения, а также упрощение сборки.

На фиг. 1 изображена секция силовой части четырех тиристорных регулируемых станций для нереверсивного управления асинхронными двигателями; эту секцию можно представить и как силовую часть двух реверсивных регулируемых станций и одной нереверсивной нерегулируемой станции или шести нереверсивных нерегулируемых станций с тиристорами, включенными только в две фазы; на фиг. 2 - принципиальная схема силовой секции; на фиг. 3 - пример соединения модулей с различными конструкциями полупроводниковых приборов; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 5 - узел I на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 - вариант соединительного элемента, когда вентили силовых модулей электрически изолированы от радиаторов или имеют электрические связи, поперечный разрез. Секция (фиг. 1, 2), например, силовой части тиристорной станции для управления асинхронным двигателем состоит из конструктивно законченных сборочных единиц - силовых модулей 1 (фиг. 1-3), каждая из которых состоит из полупроводниковых вентилей 2, радиаторов 3 и элементов 4 прижима (фиг. 3, 4), собрана в единую жесткую секцию 5 через полуоткрытые пазы смежных ребер радиаторов с помощью соединительного элемента 6 (фиг. 1,3). Соединительный элемент 6 (фиг. 1), обеспечивающий изоляционный, промежуток между разноименными полюсами вентилей (через радиаторы), выполнен из двух изоляционных спаренных зубчатых реек 7 (фиг. 5) и стержня с резьбой 8 для обеспечения и фиксации прессовой посадки в пазах смежных ребер радиаторов. В случае соединения модулей 1 через охладители одноименной полярности рейки 7 могут быть металлическими для придания секции большей жесткости и металлической прочности.

Смежные плоскости спаренных реек 7 имеют поперечные зубья 9 (фиг. 6), продольные пазы 10 (фиг. 5) и отверстие 11 (фиг. 6) для размещения в них стержня 8 (фиг. 5).

С целью соблюдения условия самоторможения клинового соединения угол наклона боковой поверхности зуба к основанию рейки предусмотрен меньше угла трения.

возникающего в контактных местах зубьев спаренных реек при их расклинивании в пазах ребер радиаторов.

В основании зубчатой рейки выполнено

два продольных паза 12 так, что сечение их вместе с боковой гранью повторяет наполовину сечение паза 13 ребра 14 (фиг. 1) радиатора, а расстояние между ними выполнено большим или равным допустимому расстоянию утечки тока.

Для более точного центрирования реек через продольные пазы 12 на ребрах 15 полуоткрытого паза сечение паза рейки и ребер 15 паза радиатора может быть выполнено в виде трапеции.

5 В случае, когда все вентили 2 электрически изолированы от радиаторов 3 или когда полюса вентилей соединяемых модулей имеют электрические связи, вместо двух спаренных зубчатых реек экономичней использовать одну рейку 16 (фиг. 7) П-образного поперечного сечения, в основании которой предусмотрено резьбовое отверстие 17 для размещения в них фиксирующих винтов 18.

Перед сборкой секции из силовых модулей на стержень 8 одеваются шайбы 19 и навинчивается гайка 20, затем стержень устанавливается в продольном пазу 10 загнутым копцом, в поперечном отверстии 11 рейки накладывается вторая рейка, соединитель вводится в пазы 13 двух смежных

0 ребер 14 радиаторов силовых модулей и расклинивается путем противоположного перемещения реек с помощью шпильки с гайкой.

С помощью унифицированных изоляционных и металлических сборных расклинивающихся соединительных элементов, используя радиаторы, а иногда и прижимные системы, силовые модули соединяются в жесткую конструкцию в виде панели, щахты или блока при всех возможных вариантах одиночных или комплектных силовых схем с различными по конструкции полурроводниковыми приборами, например, таблеточными или щтыревыми.

- Соединительный элемент при этом выполняет функцию сборочного элемента и обеспечивает электросоеди-нение одноименных или электроизоляцию разноименных полюсов вентилей.

0 Использование унифицированных сборных расклинивающихся по всей длине соединительных элементов, дает возможность упростить известные конструкции, снизить трудоемкость их изготовления и сборки, комплектовать сборные радиаторы с герметизациеи стыков между ними, а также обеспечить одностороннее обслуживание.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, выполненный на основе силовых модулей, каждый из которых содержит полупроводниковый вентиль, установленный с помощью элементов прижима на радиаторах с продольными полуоткрытыми пазами, объединенных в единую конструкцию посредством соединительных элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности охлаждения, а также упрощения сборки, соединительные элементы выполнены в виде двух параллельно установленных зубчатых реек, поперечное сечение которых повторяет сечение двух полуоткрытых пазов смежных радиаторов с учетом изоляционного промежутка между ними, а зубья реек направлены навстречу друг к другу и выполнены с углом наклона боковой поверхности зуба к основанию рейки, меньщим угла трения, возникающего в месте контакта зубьев при их взаимном смещении при помощи установленного вдоль продольной оси реек стержня с резьбой.

iPuz.J

2 3

А-А

Фиг.

Фиг.5

фиг. 6

Фиг.7