Силовой полупроводниковый блок с жидкостным охлаждением

 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам охлаждения силовых полупроводниковых приборов преобразователей электровозов. Целью изобретения является повьшение эффективности охлаждения силовых полупроводниковых приборов таблеточной конструкции и выравнивание температуры полупроводциковых структур приборов по высоте канала охлаждения. Силовой полупроводниковый блок содержит бак 1, на стенках которого при помощи шпилек 2смонтированы изоляционные панели -3 с охладителями 4. Герметизация бака 1 осуществляется уплотняющими прокладками 5. Внутри бака расположен коллектор 6, от которого отходят трубопроводы 7 для распределения охлаждающей жидкости к анодным охладителям . На охладителях 4 с помощью прижимного устройства 8 установлены си-, ловые полупроводниковые приборы таблеточной конструкции 9, причём анодная шина 10 присоединена к корпусу охладителя 4, а катодная шина 11 выполнена 6 форме уголка и имеет каналы для охлаждающей жидкости, которая подводится от коллектора 6 по трубопроводам 12 и сливается в бак через трубопроводы 13. Коллектор 6 и трубопроводы 7, 12, 13 изготовлены из изоляционного материала. 3 ил. О) ел со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1450013 А1 (5D 4 Н 01 Ь 25 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

W А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4237138/24-07 . (22) 02.03.87

{46) 07.01.89. Бюл. В 1 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники завода "Электровыпрямитель" (72) Е.А.Лекарев, Б. К. Бурдасов и В.А.Толстых (53) 621. 314.632 (088.8) (56) Brown Boveri Olgekuhlte Trak-.

tions Stromrichter 11/585-75. УДК

621.314.6 — 621.33-71 П72 (Преобразователи с масляным охлаждением для электровозов) Mittеilungеп 1973, Ф i2 s.551-558.

Авторское свидетельство СССР

Ф 216782, кл. Н 01 1 01/12, 1966. (54) СИЛОВОЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ БЛОК

С ЖИДКОСТНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам охлаждения силовых полупроводниковых приборов преобразователей электровозов. Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения силовых полупроводниковых приборов таблеточной конструкции н выравнивание температуры полупроводниковых структур приборов по высоте канала охлаждения, Силовой полупроводниковый блок содержит бак 1, на стенках которого при помощи шпилек

2 смонтированы изоляционные панели 3 с охладителями 4. Герметизация бака

1 осуществляется уплотняющими прокладками 5. Внутри бака расположен коллектор 6, от которого отходят трубопроводы 7 для распределения охлаждающей жидкости к анодным охладителям. На охладителях 4 с помощью прижимного устройства 8 установлены си-. ловые полупроводниковые приборы таблеточной конструкции 9, причем анодная шина 10 присоединена к корпусу . охпадителя 4, а катодная шина 11 выполнена в форме уголка и имеет каналы для охлаждающей жидкости, которая подводится от коллектора 6 по трубопроводам 12 и сливается в бак через трубопроводы 13. Коллектор 6 и трубопроводы 7, 12, 13 изготовлены из изоляционного материала. 3 ил.

1450013

Изобретение относится к преобразовательной.технике, в частности к устройствам охлаждения силовых полупроводниковых приборов преобразователей электровозов.

Целью изобретения является повьппение эффективности охлаждения силовых полупроводниковых приборов таблеточ1 ной конструкции и выравнивание температуры полупроводниковых струк-! ..тур приборов по высоте канала ох.лаждения .

На фиг. 1 изображен силовой полупроводниковый блок, план, на фиг,2 — 15 сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3— конструкция шины охлаждения. !

Силовой полупроводниковый блок ,содержит бак 1, на стенках которого ,"при помощи шпилек 2 смонтированы 20 изоляционные панели 3 с охладителя-! ! ми 4. Герметизация бака 1 осуществля1ется уплотняющими прокладками 5 °

Внутри бака расположен коллектор 6, ,от которого отходят трубопроводы 7 для распределения охпаждающей жидкостя к анодным охладителям. На охладителях 4 с помощью прижимного устройства 8 установлены силовые полупроводниковые приборы 9 таблеточной 30 конструкции, причем анодная шина 10 присоединена к корпусу охладителя

4, а катодная шина 11 выполнена в форме уголка и имеет каналы для охлаждающей жидкости, которая подводит-35 ся от коллектора б по трубопроводам

12 и сливается в бак через трубопроводы 13. Коллектор 6 и трубопроводы

7, 12 и 13 изготовлены из изоляционного материала. 40

На фиг. 3 изображена конструкция шины-охладителя (фиг. 1, шина 11),,выполненной из алюминиевого сплава и представляющей собой корпус 14 в форме уголка, одна из полок которого 5 имеет два отверстия для токопадводящего монтажа, а другая, прижимаемая к к катаднай стороне таблеток, содержит каналы для охлаждающей жидкости, для подвода и отвода которой в корпус50

14 ввернуты штуцеры 15.

В исходном состоянии бак и трубопроводы заполнены охлаждающей жидкостью. При включении циркуляцианнага насоса, который входит в систему охлаждения силового полупроводнико— вага блока, охлаждающая жидкость под напорам поступает в коллектор 6 и

p ÷ñèðåäñëÿåòñÿ по трубопроводам 7 и

12. При прохождении силового тока через таблетки приборов 9 в них выделяются тепловые потери, которые за счет теплаправоднасти передаются охладителям 4 и 11 и далее путем конвективнаго теплообмена отводятся охлаждающей жидкостью, которая обтека» ет оребренные поверхности охладителей 4, а также проходит по внутренним каналам шин-охладителей 11. Охлаждение нижнего па высоте бака 1 охладителя 4 осуществляется жидкостью вытекающей из трубопровода 7 с диаметром d<. Эта жидкость омывает поверхности охладителя 4, отбирает от него избыточное тепло.и поднимается вверх в область следующего охладителя, где смешивается с жидкостью, вытекающей из трубопровода 7 с диаметром d< а также е жидкостью, сливаемай в бак от шин-ахладителей 11 через трубопроводы 13. Компенсация подогрева охлаждающей жидкости при ее движении внутри бака снизу верх осуществляется благодаря разности диаметром трубопроводов 7, за счет чего расход жидкости в вьпперасполаженных по высоте бака трубопроводах 7 больше, чем расход в нижерасположенных трубопроводах. Подогретая охлаждающая жидкость из бака 1 поступает в теплообменник системьг охлаждения, где отдает избыточное тепло, а далее циркуляционным наса", сом вновь нагнетается в бак 1.

Применение изобретения позволяет повысить эффективность охлаждения силовых полупроводниковых приборов таблетачной конструкции, выровнять температуру полупроводниковых структур приборов па высоте канала охлаждения.

Формула изобретения

Силовой полупроводниковый блок с жидкостным охлаждением, содержащий бак, в полости которого размещены анодные охладители, закрепленные на стенках бака через изоляционные па" нели полупроводниковые приборы, установленные на охладителях с внешней стороны бака, о т л и ч а ю щ и йс я тем, чта, с целью повьппения эффективности охлаждения приборов таблетачной конструкции и выравнивания температуры полупроводниковых структур приборов по высоте канала

1450013 охлаждения, он снабжен коллектором, установленным во внутреннюю полость бака, от коллектора к анодным охладителям выполнены отводы в виде труб, диаметр которых возрастает от нижне5

ro к верхнему ряду охладителей, при этом коллектор соединен трубопроводами с входом шин, катодных охладителей, в которых выполнены каналы для охлаждающей жидкости, а их выход соединен другими трубопроводамц с внутренней полостью бака.