Преобразовательное устройство Советский патент 1981 года по МПК H01L25/02 

Иэсёретение относится к области электротехники, в частности к полупроводниковой преобразовательной тех нике и может найти применение в раз личных преобразовательных устройствах преимущественно с принудительной системой охлаждения. Известно устройство, выполненное в виде цилиндрического корпуса из изоляционного материала, в котором размещены последовательно соединенны охлаждаемые выпрямительные элементы, между которыми установлены диски радиаторов. Радиаторы охлаждаются диэлектриком, заполняющим внутренний объем корпуса ClJНедостатком известн9го устройства являэтся низкая эффективность охлаж дения из-за отсутствия интенсивного перемещения и турбулизации охлаждшощего диэлектрика .в полости дисков радиаторов. Наиболее близким к предложенному устройству является устройство, выг полиенное в виде колонки и Собранное из таблеточных полупроводниковых приборов, установленных поочередно с радиаторами, при этом радиаторы снабжены радигшьно расположенными плоскими охлаждающими ребрами и эаключены между двумя концевыми опорами в корпусе, а сам корпус выполнен в виде стяжных направляющих планок из изоляционного материала. Охлаждение полупроводникового устройства .осуществляется за счет потока воздуха, интенсивно перемещакяцегося вдоль ребер радиаторов в направлении оси колонки . Такое устройство характеризуется низкой эффективностью охлаждения полупроводниковых приборов, обусловленной недостаточной турбулентностью охлаждающего потока в зоне охлгокдавмых ребер ргщиатора, а также тем,что значительная часть охлаждающего потока проходит в менее нагретой зоне радиатора т.е. ближе к концам ребер, в то время как наиболее нагретая часть ребер. - их основания охлаждаются менее интенсивным потоком, так как в зоне основанияребер охлаждающие кап налы имеют наименьшее проходное сечение и охлаждаквций поток испытывает наибольшее торможение о стенки ребер радиатора. Целью изобретения является повьшание эффективности охлаждения полупроводниковых приборов.

Цель достигается тем, что преобразовательное устройство, содержащее направляющий корпус и установленные в нем в стопу поочередно полупроводниковые приборы и охлаждающие радиаоры с ребрами, снабжено уплотняющими вставками,а в ребрах радиаторов со тороны стенок направляющего корпуса выполнены кольцевые пазы, в которых лотно к стенкам корпуса установлены казанные вставки.

Уплотняющие вставки могут быть выполнены в виде упругих разрезных колец с поперечным сечением преимуественно обтекаемой формы.

На фиг. 1 изображено преобразовательное устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Преобразовательное устройство соержит направляющий корпус 1, в котором установлены полупроводниковые приборы 2 и радиаторы 3 с радиально расположенными плоскими ребрами 4. На наружных кромках ребер 4 со стороны стенок направляющего корпуса 1 выполнены кольцевые пазы 5, в которых между стенками корпуса 1 и ребрами 4 установлены уплотняющие вставки 6,выполненные, например,-в виде упругих разрезных колец, плотно прилегающих к внутренним стенкам направляющего корпуса. Поперечное еечение уплотняюих вставок выполнено преимущественно обтекаемой формы (круглой, овальной, эллипсной и т.д.). При установке радиаторов 3 в направляющий корпус 1 уплотняющие вставки б могут перемещаться вдоль стенок направляющего корпуса, сохраняя при этом за счет упругости плотное прилегание к стенкам направляющего корпуса.

Преобразовательное устройство работает следующим образом.

Охлсшдающий поток, перемещаясь вдоль направляющих стенок корпуса 1, встречает на своем пути в зоне охлаждаемых ребер 4 уплотняющие вставки б, обтекает их, сжимается, увеличивая при этом свою скорость, и отклоняется к наиболее нагретым частям охлаждаемых ребер, т.е. ближе к основаниям ребер 4. В дальнейшем после прохождения уплотняющих вставок 6 охлаждающий поток расширяется, создавая в процессе сжатия-расширения интенсивные турбулентные завихрения. Благодаря малой высоте и обтекаемым формам уплотняющих вставок в зоне их установки создаются локальные сужения охлаждающего потока,которые интенсивно его турбулиэуют, не

создавая при этом значительного аэродинамического сопротивления.

Преобразовательное устройство позволяет повысить эффективность охлаикдения полупроводниковых приборов. Повышение эффективности охлаждения достигается за счет усиления турбулентности потока в зоне охлаждаемых ребер за счет выполнения пазов в ребрах .радиаторов и уплотняющих вставок в них, а также за счет прижатия охлаждающего потока к наиболее нагретым частям поверхности радиаторов, т.е. ближе к горячим основаниям охлаждаемых ребер, повышая таким образом эффективность теплосъема, что подтверждается расчетом, а также результатами испытаний.

Применение предлагаемого полупроводникового блока в высоковольтных . тиристорных преобразователях в качестве силового модуля, состоящего из семи охлаждаемых таблеточных тиристоров типа Т-бЗО с радиаторами из профиля ПС-885-927АД31, позволяет повысить эффективность теплосьема на 15-20%. Так в высоковольтном тиристорном преобразователе типа ПВТ-800/20 при расходе охлаждающего воздуха 14 тыс. . м-уч применение предлагаемого полуг проводникового блока позволяет повысить ток нагрузки на агрегат с Т, 680 А до TH 800 А.

Формула изобретения

1.Преобразовательное устройство, содержащее направляющий корпус и установленные в нем в стопу поочереднополупроводниковые приборы и охлаждающие радиаторы с ребрами, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, устройство снабжено уплотняющими вставками, а в ребрах радиаторов со стороны стенок направляющего корпуса выполнены кольцевые пазы, в которых плотно к стенкам корпуса установлены указанные вставки.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что уплотняющие вставки выполнены в виде упругих разрезных колец с поперечным сечением преимущественно обтекаемой формы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3319136, кл. 317-234, 1969.

2.Патент ОНА №3227114, кл. Н 01 t 23/02, 1972.