Полупроводниковый преобразователь

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовым реверсивным преобразователям. Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения и уменьшение площади основания преобразователя. Переменный ток подается посредством фазных шин 12,13 и индивидуальных охладителей 6 на полупроводниковые приборы, проходя через которые преобразуется в постоянный ток. Последний проходит через групповые охладители 5 и отводится посредством шин постоянного тока. Охлаждение преобразователя - естественное, воздушное. Забор воздуха осуществляется в нижней части шкафа. Отвод тепла от охлаждаемых поверхностей охладителей и других элементов преобразователя происходит при конвекции воздуха в верхнюю часть шкафа, где он и отводится через перфорацию шкафа наружу. Изобретение обеспечивает оптимальное тепловое и электрическое сопротивление каждому полупроводниковому прибору без нарушения величин этих сопротивлений, при замене любого вышедшего из строя полупроводникового прибора, уменьшает воздействие нескомпенсированных магнитных полей на элементы преобразователя, повышает эффективность охлаждения преобразователей при сокращении площади их основания.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовым реверсивным преобразователям. Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения и уменьшение площади основания преобразователя. На фиг. 1 показан преобразователь, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - электрическая схема анодной и катодной групп встречно-параллельно включенных электрических мостов. Полупроводниковый преобразователь состоит из шкафа 1, передняя дверь, задняя и верхняя крышки которого перфорированы для забора и отвода охлаждающего воздуха из шкафа, и размещенной в шкафу силовой части 2 преобразователя. Силовая часть содержит анодную 3 и катодную 4 группы встречно-параллельно включенных электрических мостов. Каждая из групп состоит из группового охладителя 5 и индивидуальных охладителей 6, количество которых определяется числом полупроводниковых приборов 7, входящих в каждую группу. При этом каждый полупроводниковый прибор в зависимости от схемы включения его в электрическую цепь закрепляется на групповом охладителе анодным или катодным электродом с помощью одного индивидуального охладителя 6 и фиксатора 8, представляющего собой накладную планку 9, прижатую к групповому охладителю двумя болтами или резьбовыми шпильками. Каждый полупроводниковый прибор снабжен блоком импульсных устройств 10, закрепленным на соответствующем индивидуальном охладителе при помощи съемной консоли 11 с фасадной стороны преобразователя. Гальваническая связь блоков импульсных устройств с другими элементами силовой части преобразователя выполнена разъемной, а фазная гальваническая связь и цепь постоянного тока осуществляются разборными шинами, причем геометрия ошиновки двух крайних фазных шин 12 выполнена симметрично средней фазной шины 13 с целью уменьшения воздействия нескомпенсированных магнитных полей на элементы преобразователя. Все элементы анодной группы 3 скомпонованы, таким образом, в единый блок 14, который размещен в верхней части шкафа, а все элементы катодной группы 4 скомпонованы так же в другой блок 15, размещенный в нижней части шкафа. Групповые охладители 5 расположены вертикально один над другим с зазором L, находящимся в зависимости L= , где К - коэффициент, зависящий от соотношения поперечных сечений охладителей с блоками импульсных устройств и шкафа преобразователя и максимальная его величина равна 0,6; l - длина группового охладителя, мм; h - оптимальная высота ребер охладителей, равная произведению b· , мм , где b - минимальный шаг между ребрами охладителя, равный 20 мм; S_в - площадь сечения воздушного промежутка между смежными ребрами, мм²; S_p - площадь сечения ребра, мм²; δ - среднеарифметическая величина толщины основания и вершины ребер. Полупроводниковый преобразователь работает следующим образом. Переменный ток подается посредством фазных шин 12 и 13 и индивидуальных охладителей 6 на полупроводниковые приборы, проходя через которые преобразуется в постоянный ток. Последний проходит через групповые охладители 5 и отводится посредством шин постоянного тока. Охлаждение преобразователя - естественное, воздушное. Забор воздуха осуществляется в нижней части шкафа 1. Отвод тепла от охлаждаемых поверхностей охладителей и других элементов преобразователя происходит при конвекции воздуха в верхнюю часть шкафа, где он и отводится через перфорацию шкафа наружу. Изобретение обеспечивает оптимальное тепловое и электрическое сопротивление каждому полупроводниковому прибору без нарушения величины этих сопротивлений при замене любого вышедшего из строя полупроводникового прибора, уменьшает воздействие нескомпенсированных магнитных полей на элементы преобразователя, повышает надежность его работы за счет улучшения помехозащищенности, упрощает конструкцию, монтаж и демонтаж силовой части преобразователя при ремонте, повышает эффективность охлаждения преобразователей при сокращении площади их основания до 50% без увеличения их высоты.

Формула изобретения

1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий групповые охладители, полупроводниковые приборы, расположенные между охладителями, блоки импульсных устройств, токопроводящие шины, шины выпрямленного тока, образующие анодную и катодную группы электрических мостов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и уменьшения площади основания преобразователя, каждая группа скомпонована в единый блок, состоящий из группового охладителя с установленными на нем полупроводниковыми приборами и индивидуальными охладителями с блоками импульсных устройств, при этом групповые охладители расположены вертикально один над другим с зазором L, находящимся в зависимости L=
где К - коэффициент, зависящий от соотношения поперечных сечений охладителей с блоками импульсных устройств и шкафа преобразователя и максимально равный 0,6;
l - длина группового охладителя, мм;
h - оптимальная высота ребер охладителя, равная произведению b· мм,
где b - минимальный шаг между ребрами охладителей;
S_В - площадь сечения воздушного промежутка между смежными ребрами, мм²;
S_р - площадь сечения ребер, мм²;
δ - среднеарифметическая величина толщины основания и вершины ребра. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что блоки импульсных устройств закреплены на каждом индивидуальном охладителе с фасадной стороны. 3. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что соединение блоков импульсных устройств с другими элементами выполнено разъемным.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 15.04.1996

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2002

Извещение опубликовано: 27.12.2002        

---