Полупроводниковый преобразователь

 

Область использования: для охлаждения электротехнических устройств, в частности для охлаждения силовых элементов полупроводниковых преобразователей, Сущность изобретения: замкнутая система вентиляции секции полупроводникового преобразователя с корпусом, стороны которого направлены вдоль ортогональных осей х, у и z, содержит размещенные в корпусе блоки с охладителями. Охладители имеют каналы для потока хладагента и установлеИзобретение относится к электротехнике , а более конкретно к полупроводниковым преобразователям с газовой, преимущественно с замкнутой, системой охлаждения силовых полупроводниковых элементов. Известен полупроводниковый преобразователь серии ТПЗ, состоящий из секций, каждая из которых содержит шахту с охладителями , расположенными в них вертикальными рядами, камеру избыточного ны в ряды, оси которых направлены вдоль оси х. Соседние ряды охладителей смещены относительно друг друга в одном направлении вдоль оси у с шагом п, определяемым размерами блоков по оси у, и вдоль оси z с шагом т. Система вентиляции содержит также размещенные в корпусе секции камеру избыточного давления и камеру разряжения . В камерах предусмотрены каналы, имеющие поперечное сечение, ограниченное по оси х габаритом блоков по оси х, а по оси z - величиной т, которая выбирается из условия обеспечения нормированного для одного блока с охладителями потока хладагента . Хладагент из замкнутой системы охлаждения поступает в камеру избыточного давления в направлении оси у. Затем он подается к охладителям, которые повернуты под углом к оси z в сторону уменьшения угла между направлением потока хладагента и направлением каналов охладителей. Проходя через охладители перпендикулярно осям их рядов, хладагент поступает в камеру разряжения , откуда отсасывается вдоль оси у в замкнутую систему охлаждения. 2 з. п. ф-лы. Зил. давления и камеру разряжения, поток хладагента между которыми направлен через шахту вдоль рядов охладителей. Система вентиляции может быть подключена к замкнутой системе охлаждения преобразователя . Недостатком данного устройства является то, что в вертикальных рядах каждый последующий охладитель обдувается хладагентом , используемым для охлаждения у Ё VJ СЛ 00 VI fo

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕCKVIX

РЕСПУБЛИК (5И Н 01 1 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4918292/07 (22) 11.03.91 (46) 30.08,92, Бюл, М 32 (71) Челябинский государственный технический университет (72) P.Â. Гайсаров, M,Е. Гольдштейн, В.Ю, Левин и С.П. Чадаев (56) Резинский С.P. и др. Преобразователи на тиристорных блоках БВП для электроприводов постоянного тока. М: Знергоатомиздат, 1983, с. 96.

Инверторы серии И-ТПТ. Отраслевой каталог ОКП 34617, Таллинн, 1989, (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬЬ (57) Область использования: для охлаждения электротехнических устройств, в частности для охлаждения силовых элементов полупроводниковых преобразователей, Сущность изобретения; замкнутая система вентиляции секции полупроводникового преобразователя с корпусом, стороны которого направлены вдоль ортогональных осей х, у и z, содержит размещенные в корпусе блоки с охладителями. Охладители имеют каналы для потока хладагента и установлеИзобретение относится к электротехнике, а более конкретно к полупроводниковым преобразователям с газовой, преимущественно с замкнутой, системой охлаждения силовых полупроводниковых элементов.

Известен полупроводниковый преобразователь серии ТПЗ, состоящий иэ секций, каждая иэ которых содержит шахту с охладителями, расположенными в них вертикальными рядами, .камеру избыточного. Ы 1758712 А1 ны в ряды, оси которых направлены вдоль оси х. Соседние ряды охладителей смещены относительно друг. друга в одном направлении вдоль оси у с ша ом п, определяемым размерами блоков по оси у, и вдоль оси z c шагом m. Система вентиляции содержит также размещенные s корпусе секции камеру избыточного давления и камеру разряжения, В камерах предусмотрены каналы, имеющие поперечное сечение, ограниченное по оси х габаритом блоков по оси х, а по оси z — величиной е, которая выбирается из условия обеспечения нормированного для одного блока с охладителями потока хладагента. Хладагент из замкнутой системы охлаждения поступает в камеру избыточного давления в направлении оси у. Затем он подается к охладителям, которые повернуты под углом к оси z в сторону уменьшения угла между направлением потока хладагента и направлением каналов охладителей. Проходя через охладители перпендикулярно осям их рядов, хладагент поступает в камеру разряжения, откуда отсасывается вдоль оси у в замкнутую систему охлаждения. 2 з. и. ф-лы, 3 ил. давления и камеру разряжения, поток хладагента между которыми направлен через шахту вдоль рядов охладителей. Система вентиляции может быть подключена к замкнутой системе охлаждения преобразователя, Недостатком данного устройства является то, что в вертикальных рядах каждый последующий охладитель обдувается хладагентом. используемым для охлаждения

1758712 у на шаг и, определяемый размерами блоков по оси у, образуя таким образом ряд из 15 блоков, ось которого направлена вдоль оси

30

40 ми с охладителями распределяется нерав- 45

50 предыдущего охладителя, Это снижает эффективность системы охлаждения преобразователя, Наиболее близок к предлагаемому преобразователь типа И-ПТП, состоящий из секций с корпусом, стороны которого направлены вдоль ортогональных осей х, у и z.

В корпусе секций размещены блоки с охладителями. Элементы, в том числе и охладители, установленные в блоках, образуют ряды, оси которых направлены вдоль оси х, Соседние блоки смещены относительно друг друга в одном направлении вдоль оси у, Секция преобразователя содержит также размещенную в корпусе камеру разрежения, в которую из окружающего пространства параллельно через все охладители перпендикулярно осями блоков подается хладагент. Параллельная подача хладагента через все охладители секции одновременно повышает эффективность системы охлаждения, Для включения рассматриваемой секции преобразователя в замкнутую систему охлаждения необходимо дополнить ее камерой избыточного давления. Камеры избыточного давления и разрежения должны иметь форму параллелепипеда, размеры которого определяют иэ условия обеспечения нормированного потока хладагента через все охладители секции. Поэтому габариты камер определены по оси х размером блоков по оси х, по оси у — величинок kn и по оси z — величиной km (здесь k — число блоков в секции, m — размер камер по оси г, обеспечивающих нормированный поток хладагента через охладители одного. блока). При заданной компоновке блоков камеры избыточного давления и разрежения занимают большую часть объема корпуса секции и, кроме того, поток хладагента между блоканомерно, что является недостатком известного устройства. Однако при рациональной компоновке блоков в корпусе секции размеры указанных камер можно существенно уменьшить, Цель изобретения — уменьшение габаритов корпуса секции преобразователя с замкнутой системой вентиляции и выравнивание потока хладагента между охладителями.

Укаэанная цель достигается тем, что в преобразователе секции с корпусом, стороны которого направлены вдоль ортогональных осей х, у, z, содержащем размещенные в корпусе секции блоки с охладителями, 5

10 имеющими каналы для потока хладагента и установленными в ряды, оси которых направлены вдоль оси х, а соседние ряды смещены относительно друг друга в одном направлении вдоль оси у на шаг и, определяемый размерами блоков по оси у, камеру избыточного давления и камеру разрежения. поток хладагента между которыми направлен параллельно через все охладители перпендикулярно осям блоков, а в камерах— вдоль оси у, причем в камерах избыточного давления и разрежения предусмотрены каналы, обеспечивающие нормированный для одного блока с охладителями поток хладагента и имеющие поперечное сечение, ограниченное по оси х габаритов блоков по оси х. а по оси z — величиной m, определяемой известными методами, соседние ряды блоков с охладителями смещены относительно друг друга в одном направлении по оси z u зто смещение равно величине m. При такой компоновке блоков с охладителями камеры избыточного давления и разрежения принимают форму трехгранной прямоугольной призмы. Обьем камер в этом случае по сравнению с прототипом уменьшается вдвое.

Одновременно выравниваются азродинамические сопротивления потоку хладагента через отдельные блоки с охладителями, Это выравнивает условия охлаждения блоков.

Кроме того, с целью снижения азродинамических сопротивлений охладители поверну ты под углом к оси г в сторону уменьшения угла между направлением потока хладагента и направлением каналов охладителей.

На фиг. 1 изображена конструкция секции полупроводникового преобразователя, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, фронтальный вид; на фиг. 3 — вариант расположения охладителей.

Секция полупроводникового преобразователя (фиг. 1 и 2) с корпусом 1, стороны которого направлены вдоль ортогональных осей х, у и z, содержит размещенные в корпусе 1 блоки 2 с охладителями 3. Охладители

3 имеют каналы 4 для потока хладагента и установлены B ряды, оси которых направлены вдоль оси х. Соседние ряды охладителей

3 смещены относительно друг друга в одном направлении вдоль оси у с шагом и, определяемым размерами блоков по оси у. Преобразователь содержит также размещенные в корпусе секции камеру избыточного давления 5 и камеру разрежения 6. В камерах 5 и

6 предусмотрены каналы 7, имеющие поперечное сечение, ограниченное по оси х габаритом блоков по оси х, а по оси z- величиной

m, которая выбирается из условия обеспече-ния нормированного потока хладагента для одного блока с охладителями.

1758712

С целью уменьшения габаритов корпуса

1 секции полупроводникового преобразователя и выравнивания потоков хладагента через охладители 3 соседние ряды блоков с охладителями 3 смещены относительно 5 друг друга в одном направлении вдоль оси

z, причем смещены с шагом m, Для снижения аэродинамических сопротивлений потоку хладагента из камеры 10 избыточного давления в камеру разрежения в секции полупроводникового преобразователя (фиг, 3) охладители 3 повернуты под углом к оси z в сторону уменьшения угла между направлением по- 15 тока хладагента и направлением каналов

4 охладителей.

При создании избыточного давления в камере избыточного давления 5 хладагент в 20 направлении оси у подается к охладителям

3. Проходя через них перпендикулярно осям рядов охладителей 3, хладагент поступает в камеру разрежения 6, откуда отсасывается вдоль оси у в замкнутую сис- 25 тему охлаждения преобразователя, Смещение соседних блоков с охладителями в корпусе секции преобразователя относительно друг друга в направлении оси z с шагом m позволяет уменьшить обьем ка- 30 . мер избыточного давления и разрежения, а значит и корпуса секции вдвое. выравнять . аэродинамические сопротивления и потоки хладагента через охладители и, тем самым, выравнять условия их охлаждения. Умень- 35 шение угла между потоками хладагента и каналами охладителей снижает аэродинамические сопротивления охладителей, что позволяет снизить мощность напорных элементов в замкнутой системе охлаждения 40 преобразователя.

Формула изобретения

1. Полуп роводни ко вый и реоб разователь, состоящий из секций с корпусом, стороны которого направлены вдоль ортогональных осей х, у и z, содержащий размещенные в корпусе секции блоки с охладителями, имеющими каналы для потока хладагента и установленными а ряды, оси которых направлены вдол ь оси х, а соседние ряды смещены относительно друг друга в одном направлении вдоль оси у на шаг и, определяемый размерами блоков по оси у, камеру избыточного давления и камеру разрежения, поток хладагента между которыми направлен параллельно через все охладители перпендикулярно осям блоков, а в камерах — вдоль оси у, причем в камерах избыточного давления и разрежения предусмотрены каналы, обеспечивающие нормированный для одного блока с охладителями поток хладагента и имеющие для этого поперечное сечение, ограниченное по оси х габаритом блоков по оси х, à по оси. величиной m, о т и и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов корпуса секции полупроводникового преобразователя и выравнивания потоков хладагента через охладители, соседние ряды блоков с охладителями смещены относительно друг друга в одном направлении по оси z.

2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что ряды блоков с охладителями смещены относительно другдруга по оси

z с шагом m.

3. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что. с целью снижения аэродинамических сопротивлений, охладители повернуты под углом к оси z в сторону уменьшения угла между направлением потока хладагента и направлением каналов охладителей.

1758732

1758712

Составитель P.Гайсаров

Редактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор C,Þñêo

Заказ 3004 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина. 101