Модуль
Иллюстрации
Реферат
Союз Советски»
Социалистически»
Респубеес
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ (u)851557
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. саид-ау— (51)м. Kn. (22) Завалено 22.1079 (23) 2832419/18-21 с присоединением заявки МH 01 L 23/34
Н 05 К. 7/20
Государственный,комитет
СССР по дмаи нзобветеннй н открытий (23) Г)риоритетОпубликовано 30р7,81. бюллетень Н928
Дата опубйикоеаиия описания 30р 781 (53) W 621.3. 017. . 7 (088, 8) (72) Авторы изобретения
Е.П,Каяри, В.П.Феоктистов н О.
Чаусоэ; (71) Заявитель (5 4 ) МОДУЛЬ
Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике, а точнее к высоковольтным полупроводниковым блокам, применяемым в преобразователях электроэнергии.
Известна конструкция модуля, содержащая соединенные последователь- но силовые полупроводниковые приборы таблеточного исполнения, чередующиеся с охладителями, токоотводы, нажимное приспособление е центрирующим элементом и трубчатый корпус из электроизоляционного материала, одновременно являющийся воздуховодом 1).
Недостаток такой конструкции свя« эан с тем, что при небольшом расстоянии между объединенными в блок силовыми полупроводниками не обеспечивается их эффективное охлаждение иэ-за сравнительно небольшой рабо- 20 чей поверхности охладителя.
Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности является конструкция модуля, содержащая корпус, выполненный в виде цилиндра, вдоль продольной осн которого расположены полупроводниковые приборы и чередующиеся с ними охладнтели с радиальными теплоотводящими ребрамн (2) . 30
Недостатком, этой конструкции является низкая эффективность теплоотвода.
Цель изобретения — повышение эффективности теплоотвода и электрической прочности.
Поставленная цель достигается тем, что в модуле, содержащем корпус, выполненный в виде цилиндра, вдоль продольной оси которого расположены полупроводниковые приборы н чередующиеся с ними охладители с радиальными теплоотводящими ребрами, плоскости радиальных теплоотводящнх ребер расположены под углом к продольной оси корпуса.
Причем на внутренней поверхности цилиндрического корпуса выполнены кольцевые канавки.
На фиг.1 представлена конструкция модуля; на фиг.2 — конструкция охладителя с цилиндрическим наружным кольцом прямоугольного сеченият на фиг.3 — вариант конструкции трубчатого корпуса с кольцевыми канавками.
Модуль содержит силовые полупроводниковые приборы 1 таблеточного исполнения, которые чередуются с металлическими охладнтелямн 2. На крайние охладители уложены медные
851557 токоотводы 3 и пластмассовые шайбы
4 со стальными вставками 5. В сферических углублениях указанных вставок находятся стальные шарики б.
Все укаэанные выше элементы сжаты стальными пружинящими балочками 7, на концах которых предусмотрены отверстия 8. В зти отверстия вставляют стягивающие шпильки (не показаны).
Рассмотренные элементы помещены в цилиндрический корпус 9 из изоляционного материала, например из стеклотекстолита. В этом корпусе в нижней и верхней части предусмотрены аксиальные прорези 10, через которые выходят наружу концы белочек
7 с отверстиями 8. Торцовые отверс- 15 тия корпуса 9 подключают к воздуховодам - нагнетател»,ному и отсасывающему (не показаны).
Устройство работает следующим образом. Ж}
Для нормального функционирования силовые полупроводники 1 стягивают шпильками; вставляемыми в отверстия 8, до усилия 1-1,8 т, контролируя его по прогибу балочек 7.Равномерность сжатия полупроводникой по всей их поверхности обеспечивается за счет наличия центрирующих шариков 6.
Подвод электрического тока к последовательно соединенным силовым полу-. проводникам 1 осуществляется через токоотводы 3 и металлические охладители 2.
Охлаждение полупроводников 1 Осуществляется. путем. передачи выделяюще- N гося в них тепла в металлические охладители 2, которые благодаря большой площади ребер эффективно охлаждаются воздухом, принудительно продуваемам через корпус 9. Для исключения 4ф потерь охлаждающего воздуха прорези
10 в корпусе 9 могут быть закрыты резиновыми заглушками, которые устанавливают после сборки блока.
Охладитель (фиг.2) содержит диск 4я
ll с двумя углублениями 12 для установки в них силовых полупроводников.
К цилиндрической поверхности диска
ll прикреплены (сваркой или пайкой) ребра 13, которые по своим наружным концам соединены с кольцом 14. Его наружный диаметр соответствует внутреннему диаметру корпуса 9.
Ребра 13 расположены радиально по отношению к диску 11, их поверхность наклонена к оси вращения диска
11 под углом 30-60 . Благодаря этому обеспечивается значительная площадь соприкосновения ребер с охлаждающим воздухом, Воздух при этом движется в корпусе 9 по винтовой линии, закручиваясь вокруг оси охладителя 2.
Это уменьшает аэродинамическое сопротивление воздушного канала; под действием центробежных сил частицы пыли и влаги, имеющиеся в охлаждающем воздухе, отбрасываются наружу к цилиндрическому корпусу 9, а полупроводники 1 при этом остаются чистыми.
На фиг.3 представлен вариант выполнения цилиндрического корпуса 9, причем на его внутренней поверхности предусмотрены кольцевые канавки 15.
Они увеличивают путь поверхностного пробоя от одного охладителя 2 до соседнего. Благодаря этому повышается электрическая прочность высоковольтного модуля.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого модуля определяется повышением эффективности принудительного воздушного охлаждения и электрической прочности при выполнении в малых габаритах.
Формула изобретения
1, Модуль, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндра, вдоль продольной оси которого расположены полупроводниковые приборы и чередующиеся с ними охладители с радиальными теплоотводящими ребрами, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности теплоотвода, плоскости радиальных теплоотводящих ребер расположены под углом к продольной оси корпуса.
2 ° Модуль по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения электрической прочности, на внутренней поверхности цилиндрического корпуса выполнены кольцевые канавки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1 ВВС-Nachrlchten, 1975, 9 4, с. 198-202, рис. 4.
2. Заявка Франции 9 2241175, кл. Н 01 L 23/34, 1975 (прототип).
&51557
Редактор Ю.Ковач
Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель E.Ãàâðèëîsà
TexpegN. Голннка Корректор Н. Стец
Вф Ю
Заказ 6375/77 тираж, 784 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, В-35, Раушская наб., д. 4/5