Полупроводниковый преобразователь

Полупроводниковый преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >936097

Союэ Советсник

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 14. 12. 79 (21) 2852722/24-07 (53)М. Кл.

Н 01 L 25/00

3ЬауАаретввнный квинтвт

СССР

IIo делам нзвбрвтеннй н открытнй с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень №22

Дата опубликования описания 1 5 . 06 . 82 (53) УДК 621.314 ° .632(088.8) P.Ã.Ãîëüäèí, С.Е.Сазамбаева и В.Г.Яким (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовым статическим преобразователям с полупроводниковыми элементами, охлаждаемыми естественной конвекцией воздуха.

Известен силовой преобразователь с воздушным охлаждением, в котором на остове расположены токоведущие шины и силовые блоки, подсоединенные к токоведущим шинам. Силовой блок содержит основание, на котором установлены тиристор с охладителем, предохранитель, устройства защиты и управления (1).

Наличие основания увеличивает габариты и вес преобразователя. Это особенно существенно в преобразователях с естественным воздушным охлаждением, где значительные масса и габариты охладителя вынуждают. приме" нять соответствующее основание.

Наиболее близким к изобретению по выполняемой функции и достигаемому

2 результату является силовой преобразователь с естественным воздушным охлаждением, на остове шкафа которого расположены изолированные от остова токоведущие шины и силовые блоки. В силовом блоке на охладителе установлены тиристор, предохранитель, ячейка управления и выводы, прижатые к котоведущим шинам. Охладитель имеет коллектор в виде пластины,расположенной вертикально и перпендикулярно передней плоскости преобразователя. На боковых поверхностях коллектора расположены ребра. На торцовой поверхности коллектора и одновременно на примыкающих к нему ребрах закреплен таблеточный тиристор. С другой стороны к таблеточному тиристору прижат второй аналогичный охладитель. Замена поврежденного тиристора осуществляется вместе с первым охладителем. Взамен поврежденного может быть установлен запасной охладитель с тиристором f2).

93609

Однако в этом преобразователе велико время, затрачиваемое на устранение неисправностей .. Для замены тиристора необходимо отключить цепи управления, демонтировать предохранитель, элементы крепления охладителя, вынуть охладитель с тиристором, установить охладитель с новым тиристором и повторить в обратном порядке все операции, причем необходимо контролировать усилие прижатия тиристора ко второму охладителю. Увеличенное время для замены тиристора снижает показатели надежности преобразователя. Кроме того, тиристор преобразователя установлен .на торце

io коллектора, следовательно, отвод тепла к дальним ребрам ухудшен, что при заданной мощности теплоотвода увеличивает массу охладителя. Расположенные в нижней части преобразователя силовые блоки подогревают верхние, чем снижается теплоотводящая способio ность охладителя. При заданной мощности теплоотвода это приводит либо к необходимости увеличения массы силового блока, либо к уменьшению надежности ввиду большего нагрева тиристоров.

Цель изобретения — уменьшение массы, повышение надежности эксплуатации преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в полупроводниковом преобразователе, содержащем шкаф, на остове которого установлены токоведущие шины и силовые блоки, каждый из которых телем, ячейкой управления и силовыми выводами, соединенными с шинами, причем коллектор охладителя выполнен в виде пластины, расположенной вертикально и перпендикулярно передней плоскости шкафа, а ребра охладителя расположены на боковых поверхностях коллектора, тиристоры силовых блоков установлены на боковой поверхности коллекторной пластины охладителя между его ребрами, ориентированными под углом . к передней плоскости шкафа преобразователя, на этой же боковой поверхности установлены предохранитель, ячейка управления и силовые выводы, выполненные в виде труб, внутри, которых размещены проходящие через, отверстия B шинах, токоведущие штыри, дополнительно установленные на остове шкафа и обесso выполнен в виде охладителя с установленными на нем тиристором, предохрани7 4 печивающие одновременно токопровод и крепление силового блока.

Передняя стенка шкафа преобразователя может быть выполнена с прорезями.

Преобразователь может быть снабжен направляющими, выполненными, например, в форме жалюзей, угол наклона которых к передней плоскости (О, 8-1, 2)oc .

На фиг.1 изображен преобразователь, вид сбоку; на фиг. 2 - силовой блок, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, общий вид.

На остове 1 преобразователя расположены на изоляторах 2 токоведущие шины 3 и 4 и на изоляторах 5 штыри б. Штыри 6 проходят в отверстия токоведущих шин 3 и 4. На штырях 6 закреплены силовые блоки 7, содержащие ,тиристор 8, охладители 9 и 10 тиристора 8, элементы 11 крепления тиристора 8, предохранитель 12, ячейку 13 управления, выводы 14 и 15. Охладитель

9 имеет коллектор 16 и ребра 17. Коллектор 16 выполнен в виде пластины, расположенной вертикально и перпендикулярно передней плоскости 18 преобразователя. Ребра 17 находятся на боковых поверхностях 19 и 20 коллектора 16. Ребра 17 перпендикулярны боковым поверхностям 19 и 20 коллектора

16 и наклонены под углом с к передней стенке 18 преобразователя.

На боковой поверхности 19 между ребрами 17 закреплена шина 21, к которой прижат тиристор 8. С другой стороны к тиристору 8 прижаты шина 22 и второй охладитель 10. Прижатие обеспечивается известным способом с помощью элементов 11 крепления.

На боковой поверхности 19 закреплены изолятор 23, шина 24. На шинах

22 и 24 закреплен предохранитель 12.

Выводы 14 и 15 силового блока выполнены в виде труб, приваренных к концам шин 21 и 24. Выводы 14 и 15 охватывают штыри 6 и прижимаются к токоведущим шинам З,и 4 гайками 25, навинченными на концы штырей б.

На боковой поверхности 19 закреплена ячейка 13 управления, в которой находятся элементы управления тиристором 8. Ячейка 13 управления имеет втычной резъем 26, обеспечивающий подключение ячейки 13 к системе управления преобразователем.

Передняя плоскость 18 преобразователя имеет про1 ези 27 и направляющие

936097

28, угол наклона которых к передней плоскости 18 преобразователя (0,8- 1,2) oL. Согласно проведенным испытаниям угол а - лучше выбирать в пределах 30 - 60 5

В примере выполнения, показанном на фиг. 1-3, штырь 6, закрепленный на остове, изолирован от остова 1 и электрически связан с шинами 3 и 4 и выводами 14 и 15. Могут быть и дру- 1О гие,примеры выполнения, в частности, .когда штырь 6 изолируется от шин 3 и

4 и выводов 14 и 15 силового блока 7.

В предлагаемом устройстве с помощью штырей 6 и выводов 14 и 15 осуществляется зекрепление силового блока 7 на остове 1 и одновременно электрический контакт с токоведущими шинами 3 и 4.

При необходимости замены тиристо- 20 ра 8 отвинчиваются только две гайки

25 соответствующего силового блока 7, и он стягивается со штырей 6, Запасной силовой блок с работоспособным тиристором одевается выводами 14 и 25 ,15 на штыри 6, подвигается до упора, при этом втычной разъем 26 ячейки 13 управления входит в ответную часть разъема. Гайки 25, навинчиваемые на конец штыря 6, плотно прижимают выводы 14 и 15 к токоведущим шинам 3 и 4.

При обеспечении отвода того же количества тепла, что и в известном устройстве. и при обеспечении той же надежности механического крепления и электрического контакта элементов и узлов преобразователя, в предлагаемом устройстве затрачивается меньшее (приблизительно в 2 раза) время для ð замены силового блока (уменьшается время простоя преобразователя), следовательно, преобразователь надежнее известного устройства.

За счет того, что тиристор расположен на боковой поверхности коллектора, а ребра выполнены наклонными к .передней плоскости преобразователя, отвод тепла от коллектора к ребрам и от ребер к окружающему воздуху происходит в более благоприятных условиях, что позволяет уменьшить по крайней мере на 104 массу охладителя. Этому также способствует выполнение прорезей в передней стенке преобразователя и направляющих, угол наклона которых к передней плоскости Ъ = (0,8-1,2) угла наклона ребер охладителя.

В предлагаемом изобретении по сравнению с известным механическое усилие, создаваемое массой силового блока, не накладывается на электрический контакт "Токоведущая шина - Вывод", поскольку штыри расположены горизонтально и закреплены на остове, а не на токоведущей шине. Кроке того, обеспечивается более удобный, а следовательно, более быстрый монтаж силового блока в преобразователе за счет того, что выводы выполнены в виде труб, и сило" вой блок одевается этими выводами на штыри, подвигается до упора; обеспечивается также более точное совпадение контактов разъема ячейки управления; для облегчения обслуживания закрепление силового блока осуществляется спереди, а токоведущие шины располо" жены сзади. Благодаря выводам в виде труб токоведущие шины выполнены простыми. Это позволяет уменьшить массу преобразователя и повысить надежность его работы, Формула изобретения

1. Полупроводниковый преобразователь, содержащий шкаф, на остове которого установлены токоведущие шины и силовые блоки, каждый из которых выполнен в виде охладителя с установленными на нем тиристором, предохранителем, ячейкой управления и силовыми выводами, соединенными с шинами, причем коллектор охладителя вы- . полнен в виде пластины, расположенной вертикально и перпендикулярно к передней стенке шкафа, а ребра охладителя расположены на боковых поверхностях коллектора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения массы преобразователя и повышения надежности, тиристоры.сило. вых блоков установлены на боковой поверхности коллекторной пластины охладителя между его ребрами, ребра охладителя ориентированы под углом с к передНей стенке шкафа, на той же боковой поверхности коллектора установлены предохранитель, ячейка управления и силовые выводы, выполненные в виде труб, внутри которых размещены проходящие через отверстия в шинах токоведущие штыри, дополнительно установленные на остове шкафа и обеспечивающие одновременно токоподвод и крепление силового блока.

2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что перед936097 няя стенка шкафа выполнена с прорезями.

3. Преобразователь по и. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что передняя стенка снабжена направляющими, выполненными, например, в форме жалюзей, угол наклона которых к передней плоскости = (а,8-1,2) oC..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.М.Чиженко, K., "Техника",,1978, с. 281, рис.6.4.

2. Semiduktor aktuell 6 "Antriebtechnik mit Seriengeraten der Leistungselektronik" AEG TELEFUNKEN.

936097

Nuz.

Составитель Н.Нестеренко

Редактор Т.Веселова Техред 3; Палий Корректор Н.Стец

Заказ 4228/59 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4