Полупроводниковый преобразователь Советский патент 1991 года по МПК H01L25/00 H05K7/20 

Изобретение относится к устройствам силовой полупроводниковой преобразовательной техники для охлаждения мощных преобразователей, в частности преобразователей тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока.

Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения.

На чертеже изображено устройство для воздушного охлаждения силового полупроводникового преобразователя.

Устройство для воздушного охлаждения силового полупроводникового преобразователя содержит шкаф 1, внутри которого по вертикали расположены охладители 2, отделенные один от другого воздушными промежутками с теплоэлектроизолирующи- ми экранами 3. Передняя сгенка 4 и задняя стенка 5 шкафа 1 выполнены наклонными, причем верхний конец передней стенки 4 и нижний конец задней стенки 5 установлены на жесткт закрепленных на раме шкафа 6 шарнирах 7, в то время как нижний конец передней стенки 4 и верхний конец задней стенки 5 - на подвижных шарнирах 8, установленных в направляющих 9. Шарниры 7 и 8 верхнего и нижнего передней 4 и задней 5 сгенок соединены между собой тягами 10 и 11 соответственно, которые снабжены устройствами 12 регулирования их длины Передняя и задняя стенки 4 и 5 вместе с нижними и верхними экранами 3 и с боковыми стенками образуют общий наклонный воздуховод, в нижнем и верхнем концах которого размещены соответственно воздухо- заборные 13 и воздуховыводящие 14 окна Верхний конец воздуховода переходит в вертикальный канал 15, под которым размещен дефлектор 16.

Наклонная стенка шкафа 4 и экраны 3 создают условия для рассекания набегающего из окон 13 воздушного потока, а стенка 5 с теми же экранами 3 создает каналы для отвода воздуха через вертикальный канал 15 и дефлектор 16

Благодаря указанному взаимному расположению охладителей 2, экранов 3 и передней 4 и задней 5 стенок для охл дителей 2, расположенных на разной

высоте, создаются индивидуальные воз душные каналы. При этом сумма живых сечений на входе а и выходе b в охладитель любого прибора, независимо от его распо ложения по высоте воздуховода, остается

постоянной. Начальный угол установки стенок 4 и 5 зависит от единичной мощности блока прибор-охладитель и его нагрузки, а его регулирование позволяет обеспечить выравнивание аэродинамических сопротивлений и, следовательно, температур по приборам.

Полупроводниковый преобразователь работает следующим образом.

При нагреве охладителей 2 силовыми

полупроводниковыми приборами нагретый воздух поднимается через индивидуальные каналы в общий канал, выходит наружу через дефлектор 16. Каждый индивидуальный канал состоит из конфузора на входе и диффузора на выходе, что обеспечивает минимальное сопротивление воздушному потоку Охлаждающий воздух поступает в шкаф 1 через воздухозэборные окна 13. Максимальное выходное сечение индивидуального канала для верхнего охладителя 3 компенсирует минимальный перепад давления, вызванный минимальной высотой столба нагретого воздуха, для которого сверху охладителя, перепад давления у которого

несколько больше, соответственно меньше выходное сечение индивидуального канала, и так далее У нижнего охладителя максимальный перепад давления, но минимальное выходное сечение индивидуального

канала. Благодаря этому обеспечивается выравнивание скоростей воздушного потока между ребрами охладителей 3, расположенных на разной высоте. Кроме того, наклонная передняя стенка 4 обеспечивает

5 дополнительное выравнивание скоростей воздушного потока по охладителям за счег

выравнивания давления воздуха на входах индивидуальных каналов.

Таким образом, воздух, который, пройдя через охладители 2. имеет повышенную температуру, практически не попадает на расположенный над ним прибор, чем и обеспечивается снижение разницы температур между верхним и нижним вентилями.

Предлагаемый преобразователь обеспечивает более равномерные условия ох- лаждения для всех приборов шкафа, за счет чего может быть повышена нагрузочная способность преобразователя потока, а также уменьшены его габариты.

Кроме того, выполнение стенок шкафа, образующих каналы для охлаждающего воздушного потока, из теплоизоляционного ма- териала позволяет избежать потерь температуры потока и использовать тепло- потери приборов для повышения самотяги, определяемой величиной средней температуры потока, высотой воздуховода и его аэродинамического сопротивления.

Формулаизобретения

1. Полупроводниковый преобразователь, содержащий шкаф с рамой, в котором установлены вертикальные ряды полупроводниковых приборов с ребристыми охладителями, отделенные друг от друга воздушными промежутками с теплоизолирующими экранами, крышевой дефлектор, соединенный вертикальным каналом с окнами, расположенными внизу и вверху шкафа, образующими воздуховоды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, он снабжен подвижными шарнирами, установленными в направляющих, и неподвижными шарнирами, закрепленными на раме шкафа, тягами с устройствами регулирования их длины, причем верхний конец передней стенки воздуховода и нижний конец задней стенки воздуховода установлены на неподвижных шарнирах, а соответственно нижний и верхний их концы - на подвижных шарнирах, тяги соединяют верхний неподвижный шарнир передней стенки с верхним подвижным шарниром задней стенки и нижний неподвижный шарнир задней стенки с нижним подвижным шарниром передней стенки, которая установлена наклонно по отношению к задней стенке, причем стенками совместно с теплоизолирующими экранами образованы диффузорно-конфузорные каналы для воздушного потока на входе и выходе охладителей, а сумма живых сечений на входе и выходе охладителей любого вертикального ряда постоянна.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что стенки шкафа выполнены теплоизолирующими.

Изобретение относится к устройствам силовой полупроводниковой преобразовательной техники для охлаждения мощных преобразователей, в частности преобразователей тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока. Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения. Устройство позволяет уменьшить разницу температур между приборами с охладителями 2, расположенными в шкафу 1 за счет теплоизолирующих экранов 3 и наклона передней 4 и задней 5 стенок шкафа. Верхний конец передней стенки и нижний,конец задней стен