Модуль силовой электропреобразовательной установки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 1. 25/ОО, 2 ИСАНИЕ БРЕТЕ СТВ тут инженеров желез а и Рижский техни, 1987,ЛЕКТРОПВКИх преобразледователь РЕОБвам тем, овод- ложеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕ(71) Московский инстинодорожного транспорческий университет(56) Патент США М 31961. Авторское свидетельст М 1457018, кл. Н 011 25/О 54) МОДУЛЬ СИЛОВОЙ Э РАЗОВАТЕЛ ЬНОЙ УСТАНО (57) Использование: в мощн телях электроэнергии с пос Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике, а точнее к модулям с силовыми полупроводниковыми приборами таблеточного исполнения, соединенными последовательно и снабженными охладителями с воздушным обдувом.Известен модуль, содержащий силовые полупроводниковые приборы таблеточного исполнения, расположеннье соосно и чередуемые с охладителями, общие для всех приборов, прижимное приспособление и цилиндрический кожух, одновременно служащий воздуховодом, причем полупроводники с охладителями расположены по оси кожуха, который своими фланцами подключен к воздушному каналу с вентилятором(11,Недостаток этого модуля связан с недостаточной эффективностью его охлаждения из-за трудности продува охлаждающего воздуха через поперечно расположенные соединением тиристоров или диодов. Сущность изобретения: в модуле, содержащем последовательно соединенные полупроводники с таблеточными охладителями, диск каждого охладителя снабжен радиальными элементами, занимающими всю высоту модуля в кожухе, причем место крепления радиального элемента к диску охладителя зависит от местоположения этого охладителя в модуле. На.внутренней поверхности кожуха выполнены продольные прорези, в которых зафиксированы наружные края пластин,.высота которых. равна высоте кожуха, а угол, образованный соседними радиальными элементами, равен а = 360 (гл п), где в - число радиальных пластин; и - число охладителей в блоке, 3 ил,охладители (высокое аэродинамическое сопротивление), а также с неравномерностью охлаждения полупроводниковых приборов по направлению воздушного потокэ.В качестве прототипа целесообразно принять модуль, содержащий силовые полупроводниковые приборы таблеточного исполнения, установленные в прижимном приспособлении соосно и чередуемые с охладителями, выполненными в форм дисков с радиальными теплорассеивающми элементами, причем приборы и охлади гели помещены в цилиндрический кожух из электроизоляционногс материала, образующий канал принудительного возс;ушного охлаждения (2),Недостатки прототипа связаны с что эффективность охлаждения пол пр никовых приборов зависит от ра;по ния каждого. прибора по отношению к1771007 55 душного потока. воздушному потоку в кожухе, т. е., приборы охлаждаются неравномерно, Кроме того, размеры каждого охладителя по оси модуля ограничены, что тоже снижает эффективность охлаждения и нагрузочную способность модуля.Цель изобретения - улучшение охлаждения модуля и повышение его нагрузочной способности.Эта цель достигается за счет того, что радиальные элементы охладителей выполнены в виде прямоугольных металлических пластин; плоскость каждой из которых перпендикулярна плоскости диска, на внутренней поверхности кожуха выполнены продольные прорези, в которых зафиксированы наружные края пластин, высота которых равна высоте кожуха; а угол, образованный соседними радиальными элементами, равен360"/а и, где ги - число радиальных элементов; и - число охладителей в блоке,Существенные отличительные признаки:- радиальные элементы охладителей модуля выполнены в виде прямоугольных пластин, расположенных перпендикулярно плоскости дисков- торцы пластин всех охладителей модуля находятся вровень с торцами кожуха,- охладители в модуле повернуты так, что пластины равномерно смещены друг относительно друга на угол а= 360 О/п 1 п;- наружные края пластин зафиксированы в прорезях с внутренней стороны кожуха,Эти признаки обеспечивают достижение цели изобретения, При проведении патентных исследований и анализе признаков заявляемого модуля с известными модулями сходных и эквивалентных признаков не обнаружено. Следовательно, предложение соответствует критерию "существенные отличия" и обладает новизной (см. патентную справку).На фиг, 1 показан модуль в сборе; на фиг. 2 - охладитель; на фиг. 3 - размещение радиальных элементов на охладителях,Модуль содержит (фиг, 1) силовые полупроводники 1 таблеточного исполнения, установленные соосно и чередуемые с охладителями 2, Полупроводники 1 с охладителями 2 образуют блок, на торцах которого установлены токоотводы 3, причем все указанные элементы 1-3 сжаты по оси ОО усилием 12-16 кН при помощи прижимного приспособления, которое условно показано на фиг. 1 стрел:.ами 4 - по направлению сжимающих сил Г,Каждый охладитель 2 (фиг, 2) содержитметаллический диск 5 с плоскими параллельными поверхностями 6 и 7, которые выполняют функции электрических и тепловых5 контактов по отношению к соприкасающимся с ними плоским поверхностям полупроводников 1. На диске 5 закреплены сваркойплоские радиальные элементы 8 прямоугольной формы с внутреннйм выступом 9,10 при помощи которого осуществляется крепление каждого элемента 8 к диску 5,Каждый охладитель 2 имеет на своемдиске и радиальных элементов 8, взаимносдвинутых на гол 360 О/и. В зависимости от15 положения охладителя 2 в блоке выбрануровень Н закрепления радиального зле-.мента 8 на диске 5 (см. фиг. 3). Благодаряэтому блок с полупроводниками 1 и охладителями 2 в собранном состоянии имеет20 высоту Ь, равную высоте радиального элемента 8, При этом соседние радиальныеэлементы 8 взаимно сдвинуты на угол360/в и, где п - число охладителей вблоке (на фиг, 1 щ, и= 6, а =15),25 Указанный блок помещен в цилиндрический кожух 10, на внутренней поверхности которого предусмотрены продольныепазы 11, в которые входят наружные краярадиальных элементов 8, за счет чего обес 30 печивается их фиксация и исключается возможность взаимного касания.Модуль работает следующим образом(фиг. 1), В собранном виде полупроводники1 вместе с охладителями 2 сжаты в прижим 35 ном приспособлении 4, что обеспечивает хорошие электрические и тепловые контакты,Через полупроводники 1 при работе модуляпротекает ток 500-1200 А, что вызывает тепловыделение, Тепло от каждого полупро 40 водника 1 передается дискам 5 соседнихохладителей 2, а от каждого диска 5 - егорадиальным элементам 8, Направление теплового потока в пластине радиального элемента 8 показано стрелками 12,45 С поверхности пластины радиальногоэлемента 8 тепло передается воздушномупотоку, продуваемому через кожух 10 какпоказано стрелками 13, Воздушный потокпроходит в промежутки между пластинами50 8, равномерно охлаждая все пластины и соответственно все полупроводники 1. Малоеаэродинамическое сопротивление воздушного канала обеспечивается отсутствиемего изгибов и ламинарным течением. возТехнико-экономическая эффективность изобретения по сравнению с применяемыми модулями на токи 830-1200 А обеспеченаза счет улучшения охлаждения и увеличениятоковой нагрузки на 12-16 О. Формула изобретенияМодуль силовой электропреобразова тельной установки, содержащий силовые полупроводниковые приборы таблеточного исполнения, установленные в прижимном приспособлении соосно и чередуемые с охладителями, выполненными в форме дисков 10 с радиальными теплорассеивающими элементами, причем приборы и охладители помещены в цилиндрический кожух из электроиэоляционного материала, образующий канал принудительного воздушного 15 охлаждения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения охлаждения модуля и повышения его нагрузочной способности, радиальные элементы охладителей выполнены в виде прямоугольных металлических пластин, плоскость каждой иэ которых перпендикулярна плоскости диска, на внутренней поверхности кожуха выполнены продольные прорези, в которых зафиксированы наружные края пластин, высота которых равна высоте кожуха, а угол, образуемый соседними радиальными элементами, равен а=360/т п,где а - число радиальных элементов;и - число охладителей в блоке.1771007 ектор А,Козор Заказ 3745 Тираж Подписн ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откр 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5КНТ ССС тиям зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина. 101 Составитель В.Феоктистоедактор Т.Куркова Техред М,Моргентал Ь ч