Модуль силовой электропреобразовательной установки Советский патент 1992 года по МПК H01L25/00 H01L23/34 

Изобретение относится к силовой полуроводниковой технике и может быть исользовано в модулях с соосным асположением таблеточных вентилей,

Известен модуль с соосным расположеием таблеточных вентилей, между которыи помещены дисковые охладители с тверстиями, причем вентили с охладителяи помещены в цилиндрический кожух с прижимным приспособлением и с фланцами для подключения к вентиляционному ка-. налу.

Недостаток этого модуля связан со ложностью конструкции и большим аэродинамическим сопротивлением, что влечет большой расход энергии на охлаждение.

Известен модуль, содержащий соосно расположенные в кожухе силовые полупроводники и плоские охладители, причем кожух подключен к воздушному каналу, а охладители в кожухе расположены асимметрично так,- что их ось составляет острый угол с осью кожуха.

Недостаток известного модуля связан с увеличением габаритов и несоосным расположением входного и выходного воздушных каналов,

В качестве прототипа принят модуль, содержащий установленные соосно в ци-. диндрическом кожухе полупроводников вентили таблеточного исполнения, чередующиеся с дисковыми охладителями, которые имеют радиальные прорези, а также общие токоотводы и прижимное приспособление. Модуль выполнен с отверстиями для забора и выброса воздуха в конце принудительного охлаждения,

Недостатки прототипа связаны с его сложностью и малой теплоотдачей в случае применения мощных вентилей на токи свыше 1 кА. Для повышения теплоотдачи приходится увеличивать диаметр охладителей и модуля в целом, что усложняет его конструкцию. .

Цель изобретения - упроидение модуля и повышение его теплоотдачи.

Цель достигается тем, что на диске каждого охладителя выполнены радиальные выступы, чередующиеся с радиальными прорезями, причем края этих прорезей отогнуты в аксиальном направлении в сторону, противоположную направлению выступов, 8 соседние диски повернуты таким образом, что прорези каждого диска находятся против выступов соседнего.

На фиг.1 схематически показан модуль, общий вид: на фиг,2-охладитель; нафйг.3,4 - то же, разрезы.

Модуль (фиг.1) содержит вентили 1 таблеточного исполнения, установленные соосно вперемежку с охладителями 2, Каждый охладитель 2 содержит утолщенное основание 3 круглой формы и диск 4 ййлистового материала (латунь, алюминий). От крайних

охладителей имеются токоотводы 5 и 6, Все указанные элементы помещены в цилиндрический кожух 7, внутри которого между охладителями 2 установлены дистанционные шайбы 8.

0Вентили 1 и охладители 2 стянуты с усилием 15-20 кН при помощи прижимного приспособления, которое условно показано стрелками 9 и 10. На концах кожуха 7 предусмотрены фланцы 11 и 12 для подключе5 нмя модуля к воздушному каналу принудительного обдува, обеспечипзющему воздушный поток 13.

Все охладители 2 (фиг,2) имеюг идентичную конструкцию, причем диск 4 каждого

0 охладителя 2 выполнен штамповкой и содержит чередующиеся прорези 14 и выступы 15, ориентированные по радиальным направлениям, как показано ка фиг.2 (вид сверху),

5Более детально конструктивное исполнение диска 4 показано на разрезах (фиг.З и 4), На фиг.З показам кольцевой разрез трех дисков 4, где ви,.тмы выштампова ные на каждом диске радиальные прорези 14,

0 края 16 которых отогнуты в направлении воздушного потока 13. Между прорезями выштампованы выступы 1ГЗ, напрагзлеиные в противоположную сторону. Соседние охладители 2 взаимно смещены на угол

5.f.r-360°/2m-180 /т.

|де m - число прорезей 14 для выстуггов 15 на диске 4 охладителя 2 ( в данном случае т , 16).

В результате этого воздушный поток 13

0 обтекает выступы 15 и с их боковых поверхностей направляется в прорезь 14. Далее аналогичным oбpaзop i он обгекаег выступы 15 м проходит в прорези 14 следующего диска 4 и т.д. Вследствие этого осуществляет5 сн эффективный отвод тепла от дисков 4 охладителей 2. Выступы 15 и прорези 14 не снижают теплового сопротивления диска 4 в радиальном направлении, т.е. от основания 3 к кожуху 7, поскольку сечение диска 4

0 по концентрической Окружности от прорезей не изменяется.

Предлагаемый модуль работает следующим образом.

При протекании электрического тока между токоотводами 9 и 10 по цепи, содер5 жаи;ей вентили 1 и основания 3 охладителей 2, в вентилях 1 имеют место потери энергии, вызываю щие их нагрев. Тепло от вентилей Т передается основаниям 3, а от них - дискам 4, распространяясь по ним в радиаль

ftbix направлеимях. От поверхности дисков 4 тепло передается в.оздушиому потоку 13 и с ним отводится за пределы модуля.

Технико-экономическая эффективность предложенного модуля по сравнению с аналогичными модулями на токи 600-1000 А состоит в следу10 ием: упрощена технология изготовления охладителей 2, потому что диск 4 каждого охладителя штампуетсяиз листового металла за одну операцию; повышена эффективность теплоотдачи ,на 1825% за СЧ.8Т направления воздушных струй под углом 20-28 к поверхности охладителя, потому что такой угол считаетс-я оптимальным для теплоотдачи;. воздушный поток 13 сохраняет в основмом аксиальное HanpaH/iej Me, что обеспечивает низкое аэродинамическое сопротивление модуля; выступы и аксиально отогнутые края прорезей выполняют функции..ребер жесткости, которые снижаю-т прогиб ,/,исков под напором охлаждакэщего воздуха.

ФО р мула изобретения

Модуль силовой электропреобразовательной установки, содержащий установленные соосно в цилиндрическом кожухе полупроводниковыеавнтили таблеточного мсполиения, чередующиеся с дисковыми охладителями, которые имеют радиальные прорези, а также общие токоотводы и прижимное приспособление, кожух выполнен с отверстия 4и для забора м выброса воздуха в контуре при1{удительного воздушного охлаждения, отличающийся тем, t)To, с .|,елыо упрощения модуля и повышения его теи.юогдачи, на диске каждого дхладителя выполнены радиальные выступь, чередуиз11),меся с рэ,яд.-1альныг-411 прорезями, причем края эти;-; прорезей отогнуты в аксиальном направлении в сторону, противоположную направлению выстуг ое, а соседние диски попернуты тзк, что прорези каждого.диска находятся против выступов соседнего.

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике и может быть использовано в модулях с . соосным расположением таблеточных вентилей. Цель изобретения - упрощение модуля и повышение его теплоотдачи. С этой целью в модуле, содержащем силовые полупроводниковые вентили таблеточного исполнения с размещенными между ними дирковыми охладителями 2, наряду с радиальными прорезями 14 в каждом охладителе предусмотрены радиальные выступы 15, причем с соседних охладителях прорези находятся напротив выступов. 4 ил.ел13XIоSс^к>&Ф^г.2

7/

Ф1/г.1

tt //

Л vXv X/yv /A

TfTr л f Л A

wr

/A /AV УЖУ

,Г 1|Г Л|Г

ГтГ

AV / /АV Ж

л л

(/5

«

л

л 7

л г

Л г

л

I/J

I/J

i/2.J

./////yZ.

/////////А