Установка для воздушного охлаждения полупроводниковых приборов

Патент 769664

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.11.78 (21) 2692992/23-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

Н OIL 35/34

1. 25В 1/06

Государственный комитет (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (53) УДК 537.32 (088.8), по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (72) Авторы изобретения

В. Д. Фурсов и Э. В. Белопухов

Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Изобретение относится к системе воздушного охлаждения и, в частности, может быть использовано в преооразовательных установках средней и большой мощности, содержащих полупроводниковые приборы и работающих с изменяющейся нагрузкой.

Известны установки для воздушного охлаждения полупроводниковых приборов, содержащие воздуховод, соединенный с охлаждаемыми приборами и устройством для подачи воздуха, подключенным к исполнительному органу системы управления.

Известны установки для охлаждения полупроводниковых приборов с изменяющимся режимом подачи охлаждающей среды, в которых расход охлаждающей среды изменяют путем включения и отключения электровентилятора )1), 2).

Недостаток данных установок заключается в их низкой эффективности вследствие больших аэродинамических сопротивлений, создаваемых вентилятором.

Этот недостаток устранен в установке для воздушного охлаждения полупроводниковых приборов, содержащих воздуховод, соединенный с охлаждаемыми приборами и устройством для подачи воздуха, подключенный к исполнительному органу системы управления (3). В данной установке снижены аэродинамические сопротивления благодаря тому, что при малых тепловых нагрузках ветилятор либо вручную, либо с помощью моторного привода отводят в сто5 рону, а охлаждение осуществляют конвекцией (естественным охлаждением) . При больших нагрузках вентилятор возвращают в исходное положение и переходят к принудительному охлаждению.

10 Такая установка характеризуется:

1. Недостаточным быстродействием при переходе от одного режима охлаждения к другому. Это объясняется инерционностью механизма перемещения электровентилято15 ра. Так, например, в режиме конвектпвного охлаждения электровентилятор находится рядом с воздухонаправляющим каналом.

При скачкообразном увеличении нагрузки сигнал от датчика нагрузки поступает на механизм перемещения, включается электродвигатель перемещения электровентилятора, а команда на его включение поступает лишь тогда, когда он фиксируется над воздухонапр авляющим каналом.

2. Низкой надежностью устройства. Конструкция перемещения электровентилятора имеет подвижные части и поэтому возможны перекосы и заклпниванпе.

3. Недостаточной эффективностью уст30 ройства в режиме принудительного охлаж769664

55 бО дения. Преобразовательный агрегат, питающий тяговую сеть, работает, как правило, в тяжелом режиме, т. е. возможны частые колебания нагрузки в больших пределах. В этом случае наиболее эффективно обеспечивает заданный тепловой режим силовых полупроводниковых вентилей такая система охлаждения, в которой расход охлаждения зависит от величины превышения контролируемым параметром заданного уровня. Данное устройство не предусматривает такой связи и, следовательно, его эффективность в указанных условиях эксплуатации недостаточна.

Цель изобретения вЂ” повышение надежности установки и ее компактности.

Это достигается тем, что устройство для подачи воздуха выполнено в виде эжектора, расположенного внутри воздуховода и снабженного на входе кольцевой насадкой, образующей с ним щелевой канал, подключенный к исполнительному органу.

На чертеже изображена описываемая установка, Установка содержит воздуховод 1 с охлаждаемыми приборами 2, эжектор 3, насадку 4, подключенную к исполнительному органу 5 системы 6 управления, соединенному с магистралью 7 сжатого воздуха, и управляющим регистрирующим прибором

8, соединенным с блоком 9 измерения и формирования управляющего сигнала.

Установка работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный температуре контролируемых полупроводниковых приборов, подается в блок 9, где он преобразуется и сравнивается с допустимой температурой (заданной), определяющей границу режима конвективного охлаждения. При достижении температуры заданного уровня в блоке 9 срабатывает пороговый элемент, и сформированный сигнал управления поступает на прибор 8. Из магистрали 7 сжатый воздух поступает в эжектор 3 и создает в нем разрежение, под действием которого окружающий воздух засасывается в эжектор 3 и воздуховод 1 (расход охлаждающего воздуха от 0 до 60 м /мин при соответственном изменении расхода сжатого воздуха от 0 до 3,7 м /мин). В зависимости от величины превышения текущего значения температуры над заданным уровнем изменяется величина сигнала, поступающего в прибор 8, представляющий собой микроэлектродвигатель постоянного тока с редуктором.

Это позволяет плавно изменять положение выходного вала прибора 8 и, следовательно, связанного с ним червячной передачей штока исполнительного органа 5, в частности клапана, Перемещение штока органа 5 вызывает уменьшение или увели5

40 чение расхода сжатого воздуха, поступающего в эжектор 3 из магистрали 7, и, следовательно, расход охлаждающего воздуха, поступающего к охлаждаемым приборам 2, При снижении нагрузки температура охлаждаемых приборов 2 (силовых полупроводниковых приборов) уменьшается и при достижении заданного уровня исчезает управляющий сигнал на приборе 8, система переходит к конвективному режиму охлаждения силовых полупроводниковых приборов, однако при этом эжектор остается неподвижно в воздухонаправляющем канале. Эжектор обладает малым собственным аэродинамическим сопротивлением, и неподвижное расположение его в воздухонаправляющем канале не препятствует эффективному охлаждению силовых полупроводниковых приборов в конвективном режиме.

Исключение механизмов перемещения воздухоподающего органа позволяет существенно упростить устройство воздушного охлаждения с изменяющимся режимом подачи хладагента в целом, а также позволяет повысить надежность эксплуатации.

Кроме того, в описываемой установке уменьшается минимум в два раза время перехода системы от одного режима охлаждения к другому. Установка позволит также улучшить условия охлаждения силовых полупроводниковых приборов в принудительном режиме, так как осуществлена связь между расходом охлаждающей среды и величиной превышения текущего значения температуры полупроводниковых приборов (вентилей) над заданным значением. Указанная связь позволяет повысить эффективность установки в режиме принудительного охлаждения.

Формула изобретения

Установка для воздушного охлаждения полупроводниковых приборов, содержащая воздуховод, соединенный с охлаждаемыми приборами и устройством для подачи воздуха, подключенным к исполнительному органу системы управления, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и компактности, устройство для подачи воздуха выполнено в виде эжектора, расположенного внутри воздуховода и снабженного на входе кольцевой насадкой, образующей с ним щелевой канал, подключенный к исполнительному органу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 1164572, кл. 21g, 11/02, опублик. 1964.

2. Патент ГДР М 74908, кл, 21g, 11/02, о публик, 1972.

3. Патент ГДР № 77531, кл. 21g, 11/02, опублик. 1970.

769664

Огпаждающий доздук

Составитель Т. Юдина

Техред В. Серякова

Редактор Т. Загребельная

Корректор А. Степанова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2404/13 Изд. № 525 Тираж 857 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская иаб„д. 4/5