Шкаф радиоэлектронной аппаратуры,преимущественно высоковольтного полупроводникового преобразователя с принудительным охлаждением

Патент 957449

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик (ii!957449 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0506.81 (21) 3298100/18-21

Р1 М К з с присоединением заявки ¹â€”

H 05 К 7/20

H 01 L 23/34

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070982, Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 070982 (53) УДК 621. 396. .67.7(088.8) В.С.Лабковский, A.A.Têà÷åíêî, A.Н.Свидерский, T.К,Котляревская, И.И.Фейгельман и А Г.КуракИФЩ ! (72) Авторы изобретения

ij i

" H!4!

Производственное объединение "ХЭМЗ" (71) Заявитель (54) ШКАФ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО

ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

Изобретение относится к полупроводниковой. преобразовательной технике высоких напряжений, в частности к устройствам для охлаждения высоковольтного полупроводникового преобразователя, и может быть использо. вано в электроприводах различного назначения, а также как источник питания.

Известен шкаф высоковольтного вентильного преобразователя, содержащий стайдартные вентильные блоки, установленные в каркасе этажным способом. Блоки имеют воздушные охладители, на поверхности которых они закреплены (1) .

Недостаток описанного шкафаего большие габариты, низкий коэффициент использования объема, а так же невозможность повышения эффективности его охлаждения, что не позволяет увеличить нагрузку по току для тиристоров.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является шкаф для радиоэлектронной аппаратуры,преимущественно высоковольтного полупроводникового преобразователя с принудительным охлаждением,-содержащий корпус прямоугольной формы с верхним и нижним основаниями, размещенные в нем полупроводниковые элементы с охладителями, выполненными в виде тепловых трубок, испарители которых зажаты между полупроводниковыми элементами с возможностью образования нескольких параллельных столбов, размещенных по глубине шкафа, а конденсаторы электрически изолированы от испарителей и выполнены с продольными ребрами, и охлаждающий элемент, установленный со стороны одного из оснований

15 шкафа Pj .

Однако в этом шкафу для охлаждения тиристоров требуется достаточно высокая напорная характеристика вентиляционной шахты из-за последовательного обдувания тиристоров в столбе одним охлаждающим потоком, что создает неравномерность их охлаждения и высокое гидравлическое сопротивление потоку. Другим недсстат25 ком является низкий коэффициент использования объема шкафа, обусловленный сочетанием цилиндрической форьы тиристорного столба.и прямоугольной формы корпуса и других .ЗО деталей шкафа, а также из-за пот957449 ребности в дополнительном объеме шкафа для размещения сборной ошиновки.

Цель изобретения вЂ” повышение. эффективности охлаждения и плотности компоновки.

Эта цель достигается тем, что в .5 шкафу для радиоэлектронной аппаратуры, преимущественно высоковольтного полупроводникового преобразователя с принудительным охлаждением, содержащем корпус прямоугольной фор- 10 мы с верхним и нижним основанием, размещенные в нем полупроводниковые элементы с охладителями, выполненными в виде тепловых трубок, испарите.ли которых зажаты между полупроводник 5 ковыми элементами с.возможностью образования нескольких параллельных столбов, размещенных по глубине корпуса, а конденсаторы электрически изолированы от испарителей и выполнены с продольными ребрами„, и охлаждающий элемент, установленный со стороны одного из оснований шкафа, конденсаторы тепловых трубок.охладителей . ориентированы в одной плоскости, перпендикулярной основаниям корпуса, и направлены в сторону охлаждающего элемента, а ряды параллельных столбов полупроводниковых элементов и испарителей тепловых трубок охладителей расположены поэтажно, параллельно ос-30 нованиям корпуса.

На фиг.1 изображен шкаф, разрез, общего вида спереди.-, "на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 вЂ” полупроводниковый элемент, например тиристор,- 35 с охладителем.

Шкаф содержит корпус 1 прямоугольной формы, размещенные в нем полупроводниковые элементы (тиристоры) 2 таблеточного типа с испарительным 4Q охлаждением и охлаждающий элемент 3, например вентилятора, и расположенный со стороны одного из оснований верх него 4 и нижнего 5 корпуса 1. Полупроводниковые элементы 2 снабжены 4S охладителями, выполненными в виде тепловых трубок б .и установлены в корпусе 1 шкафа по столбовому принципу, т.е. образуют столбы, в которых полупроводниковые элементы 2 зажаты между испарителями 7 тепловых трубок б так, что конденсаторы 8 последних находятся в одной плоскости. Упомянутые столбы расположены в корпусе 1 горизонтально, в один или заданное число рядов по глубине корпуса 1. По высоте корпуса 1 параллельные столбы размещены поэтажно друг над другом так, что конденсаторы 8 тепловых трубок б так же, как и их (конденсаторов) продольные ребра 9 занимают вертикально ные положения и в сторону охлаждающего элемента 3, конденсаторы 8 элект рически изолированы от испарителей

7, например с помощью керамического участка 10 между ними. К торцовым частям столбов прикреплены токоведущие шины 11, представляющие короткие однонаправленные перемычки для соединения шкафа с другими устройст вами щита преобразователя.

В процессе работы полупроводниковые элементы 2 нагреваются и отдают свое тепло испарителям 7 тепловых трубок б, а конденсаторы 8 последних охлаждаются воздушным потоком от охлаждающего элемента 3, который протекает вдоль ребер 9 конденсаторов 8, охватывая их со всех сторон и обеспечивая таким образом при заданном напорном усилии максимально возможный теплосъем. За счет этого обеспечивается возможность увеличения токовой нагрузки полупроводниковых элементов 2 в 2-2,5 раза.

При этом обеспечивается равномерное охлаждение каждого столба полупроводниковых элементов 2.

Использование изобретения обеспечивает равномерное охлаждение тиристоров каждого столба и при прочих равных условиях вЂ” значительно более интенсивное охлаждение тиристоров за счет резкого снижения гидравлического сопротивления потоку. Допустимая токовая нагрузка на каждый тиристор у предлагаемого шкафа увеличивается в 2-2,5 раза. Повышается также и коэффициент использования объема шкафа (в 1,5 раза) за счет уменьшения промежутка между столбами, а также достигнутого соответствия формы столбов и корпуса шкафа. При этом имеет место. экономия меди на сборную ошиновку благодаря укорочению путей прохождения шин.

Суммарный экономический эффект от максимально возможного объема использования изобретения в электротехнической промышленности составит 500 тыс.руб. в год.

Формула изобретения

Шкаф радиоэлектронной аппаратуры, преимущественно высоковольтного. полупроводникового преобразователя с принудительным охлаждением, содержащий корпус прямоугольной форма с верхним и нижним основаниями, размещенные в нем полупроводниковые элементы с охладителями, выполнен-. ными в виде тепловых трубок, испарители которых зажаты между полупро.водниковыми элементами с возможностью образования нескольких параллельных столбов, размещенных по глубине корпуса„.а конденсаторы электрически изолированы от испарителей и выполнены с продольными ребрами, и охлаждающий элемент, установленный со стороны одного из оснований шкафа, о т л и ч а ю щ и й957449

Фи Г

Pyz 7

ВНИИПИ Заказ 6627/50 Тираж 862,Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4 с я тем, что, с целью повьыення эффективности охлаждения и плотности компоновки, конденсаторы тепловых трубок охладителей ориентированы в одной плоскости, перпендикулярной основаниям корпуса, н направлены в сторону охлаждаю@его элемента, а ряды параллельных столбов полупроводниковых элементов и испарителей тепловых трубок охладителей расположе.ы поэтажно, параллельно основаниям корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ситник Н.Х., Шурунов P.Н. Сило5 вые кремниевые вентильные блоки.:М., "Энергия", 1972, с.130-131, рис.510.

2. Патент ФРГ В 2341097, кл. Н 01 L 23/24, 1977 (прототип) .