Силовой полупроводниковый модуль с испарительным охлаждением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ДДО 15 А(55 Н 01 1 23/34 ИЗОБРЕТЕН И ОПИСА ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Мордовский государственный университет им, Н.П.Огарева(56) Авторское свидетельство СССРМ 970515, кл. Н 01 1 23/34, 1981.(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к полупроводниковой преобразовательной технике, и может бытьиспользовано в статических преобразователях электрической энергии. Цель - повышение технико-экономической эффективностимодулей в условиях работы с временнымитоковыми перегрузками. Поставленная цельдостигается тем, что силовые полупровод. никовые приборы 1, расположенные между теплоотводящими элементами 2 и токоведущими шинами 3, размещены в герметичной емкости 4, заполненной легкокипящей диэлектрической жидкостью, например фреоном - 113. Сверху расположен конденсатор 6, соединенный с герметичной емкостью 4. К одной из внешних токоведущих шин 7, расположенной вне герметичной емкости, присоединен датчик тока 8, который электрически соединен с насосом 9 через контактное реле 10, Насос соединен с герметичной емосю входным патрубком 1" и вьходнь.м патрубком 12. На конце входного патрубка 11, находящегося в обьеме диэлектрической жиокости, имеется коллектор 13 с системой сопл 14. Количество сопл определено следующим образом Я р=(п - 2) щ, где и - количество ребер двустороннего оребренного теплоотвода; гл - количество силовых полупроводниковых приборов в модуле. 1 з.п.ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к электротехнике, а именно к полупроводниковойпреобразовательной технике, и может бытьиспользовано в статических преобразователях электрической энергии.Цель изобретения - повышение технико-экономической эффективности модулейв условиях работы с временными токовымиперегрузками путем снабжения силовогополупроводникового модуля узлом прину дител ьного охлаждения.1На фиг. 1 показаны режимы работы мо, дуля; на фиг. 2 - модуль, общий вид,Силовые полупроводниковые приборы(СПП) 1, расположенные между оребренными теплоотводами 2 и токоведущими шинами 3, размещены в герметичной емкости 4,заполненной легкокипящей диэлектрической жидкостью 5, например фреоном,Сверху расположен конденсатор 6, соединенный с герметичной емкостью 4. К однойиз внешних токоведущих шин 7, располо женной вне герметичной емкости, присое ,динен датчик 8 тока, который электрическисоединен с насосом 9 через контактное реле10. Насос соединен с герметичной емкостью входным патрубком. 11 и выходнымпатрубком 12, На конце входного патрубка11, находящегося в обьеме диэлектрической жидкости, имеется коллектор 13 с системой сопел 14.Каждое из сопл направлено в межре берный промежуток оребренных тепло отводов. Количество сопл определяетсяследующим образом;р=(п) гп,где и. - количество ребер двустороннегооребренного теплоотвода;тп - количество СПП в модуле,Устройство работает следующим образом.При прохождении силового тока, соответствующего длительному режиму работыстатического преобразователя с номинальным рабочим током 1 дном через токоведущиешины 3 и силовые полупроводниковые приборы 1, последние выделяют тепло, котороепередается теплоотводящим элементом 2 идалее диэлектрической жидкости 5, которойзаполнена герметичная емкость 4. Диэлектрическая жидкость закипает и стекает обратно в герметичную емкость,При временном увеличении рабочеготока статического преобразователя до значения 16 в, в моменты времени о, тз, , Ьувеличивается силовой ток СПП, Датчик 8тока (шунт) подат также увеличенный элект 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 рический сигнал такой величины, на какую настроено контактное реле 10 на "включение", Контактное реле включает насос 9, который через выходной патрубок 12 забирает фреониз герметичной емкости и через входной патрубок 11 подает его с определенной скоростью шф 1 з, зависящей от производительности насоса 0 (м /с), количества сопел р, внутреннего диаметра сопел двн (м), температуры Ту, и плотности фреонар:афцз= 1(О,р, бвн, Ту,О),омывает боковые поверхности оребренных теплоотводов, Кипение интенсифицируется, коэффициент теплоотдачи возрастает, тепловое сопротивление оребренных теплоотводов Йе-в снижается, предельный ток СПП возрастает до величины, соответствующей 1 д мвкс. При дальнейшем снижении рабочего тока преобразователя до величины 1 дном в моменты времени 12 е 4, " оп+1 сигнал датчика тока уменьшается, контактное реле срабатывает на "отключение", насос отключается и СПП охлаждается в режиме естественного испарительного охлаждения.Формула изобретения 1. Силовой полупроводниковый модуль с испарительным охлаждением, содержащий соединенную с конденсатором герметичную емкость, частично заполненную диэлектрической жидкостью, в которую погружены силовые полупроводниковые приборы таблеточного исполнения, установленные с обеспечением теплового контакта с оребренными теплоотводами и электрического контакта с токоведущими шинами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения технико-экономической эффективности модуля в условиях работы с временными токовыми перегрузками, он снабжен узлом принудительного охлаждения, выполненным в виде электрически соединенных между собой датчика силового тока, контактного реле и насоса, соединенного с герметичной емкостью входным и выходным патрубками, причем на конце входного патрубка расположена система соп,в, соединенных между собой коллектором,2. Модуль по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что число сопел р определяется соот- ношением р=(п) щ,где и - количество ребер двухстороннего оребренного теплоотвода;а - количество силовых полупооводниковых приборов в модуле.1699015ф бееСоставитель Е, Шершавова Редактор Л. Пчолинская Техред М.Моргентал КорректорМ. Демчик. Заказ 4403 Тираж. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул;Гагарина, 101