CS237060B1

CS237060B1 - Arrangement of functionning elements of electric device

Info

Publication number: CS237060B1
Application number: CS833241A
Authority: CS
Inventors: Dusan Remis
Original assignee: Dusan Remis
Priority date: 1983-05-10
Filing date: 1983-05-10
Publication date: 1985-06-13
Also published as: CS324183A1

Abstract

Vynález se týká uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje, zejména t^ristorového měniče, tvořených jednak výkonovými elektronickými prvky, například tyristory a/nebo výkonovými tranzistory, a jednak ochrannými obvody, podpůrnými obvody, jistícími obvody, zdrojovými obvody, silovou ovládací vstupní a výstupní svorkovnicí a výměníky tepla, v nosné konstrukci elektronického přístroje, opatřeného alespoň připevňovací svislou vnitřní základnou. Účelem vynálezu je vytvoření výhodného funkčního a prostorového uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje v minimálním zastavovacím prostoru nosné konstrukce elektronického přístroje při současném docílení malé hmotnosti, účinného ovbodu tepla a vysoké provozní účinnosti elektronického přístroje. Uvedeného účelu se dosáhne vhodným uspořádáním horizontálních řad funkčních prvků elektronického přístroje, připevněných ke svislé rovinné základně velkoplošného integrovaného výměníku tepla ve směru její výšk^, přičemž velkoplošný integrovaný výměník tepla je připeněn k připevňovací svislé vnitrní základně nosné konstrukce elektronického přístroje.The invention relates to a functional arrangement elements of an electronic device, in particular a transistor converter formed on the one hand power electronic elements, for example thyristors and / or power transistors and, on the other hand, by protective circuits circuits, circuit breakers, source circuits circuits, power control input and output terminal blocks and heat exchangers, v supporting device of electronic device provided with at least a mounting vertical internal base. The purpose of the invention is creating a convenient functional and spatial arrangement of functional electronic elements minimum stopping devices of the electronic support structure devices while achieving light weight, effective heat flow and high electronic efficiency machines. This purpose is achieved suitable arrangement of the horizontal rows the functional elements of the electronic device, attached to a vertical planar base large-area integrated heat exchanger in the direction of its height, being large-area the integrated heat exchanger is foamed to the vertical mounting base supporting device of electronic device.

Description

Vynález se týká uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje, zejména tyristorového měniče, tvořených jednak výkonovými elektronickými prvky, například tyristory a/nebo výkonovými tranzistory, a jednak ochrannými obvody, podpůrnými obvody, jistícími obvody, zdrojovými obvody, silovou ovládací vstupní a výstupní svorkovnicí a výměníky tepla, v nosné konstrukci elektronického přístroje, opatřené alespoň připevňovací svislou vnitřní základnou.The invention relates to the arrangement of functional elements of an electronic device, in particular a thyristor transducer, comprising, on the one hand, power electronic elements, for example thyristors and / or power transistors, and on the other hand protective circuits, auxiliary circuits, protective circuits, power circuits , in the support structure of the electronic apparatus, provided with at least a mounting vertical inner base.

Dosud známá řešení uspořádání funkčních prvků elektronických přístrojů, zejména tyristorových měničů, jsou převážně navrhována tak, že do prostorového nosného rámu nosné konstrukce, spojeného z ocelových a hliníkových profilů, jsou umisťovány samostatné funkční prvky, jako zejména výkonové usměrňovače, regulátory, synchronní zdroje, komutační ochrany, svorkovnice a podobně, do vertikálně členěných řad na přístrojové nosiče rámu nosné konstrukce. Funkční prvky jsou pak propojovány pomocí izolovaných vodičů ve svazcích. Vytvoření elektronického přístroje tímto způsobem je značně pracné, zejména v technologické části montáže potřebných funkčních prvků.The prior art solutions of the functional elements of electronic devices, in particular thyristor converters, are predominantly designed by placing separate functional elements, such as power rectifiers, controllers, synchronous sources, commutating elements, in the spatial supporting frame of the supporting structure connected from steel and aluminum profiles. protection, terminal blocks and the like, in vertically divided rows for instrument carriers of the supporting frame. The functional elements are then interconnected by means of insulated wires in bundles. Creating an electronic device in this way is very laborious, especially in the technological part of the assembly of the necessary functional elements.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny uspořádáním funkčních prvků elektronického přístroje podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k připevňovací svislé vnitrní základně nosné konstrukce je připevněn velkoplošný integrovaný výměník tepla, opatřený na své svislé rovinné základně řadou v pravidelných rozestupech uspořádaných chladicích žeber pro vytvoření svislých chladicích kanálů, které jsouThe above-mentioned drawbacks are eliminated by the arrangement of the functional elements of the electronic device according to the invention, which consists in that a large-area integrated heat exchanger is provided to the vertical mounting base of the supporting structure, provided with a row on its vertical planar base. the cooling channels that are

237 060237 060

Svými vrcholky v dotyku s připevňovací svislou vnitřní základnou nosné konstrukce, ke svislé rovinné základně velkoplošného integrovaného výměníku tepla je u jejího spodního okraje připevněna horizontální silová ovládací vstupní a výstupní svorkovnice, nad ní jsou ke svislé rovinné základně velkoplošného integrovaného výměníku tepla připevněny v jedná třetině její výšky alespoň tři dvojice výkonových elektronických prvků, uspořádaných v horizontálním směru v pravidelných rozestupech vesstřídavém sledu a řídicími obvody výkonových elektronických prvků, nad dvojicemi výkonových elektronických prvků jsou ke svislé rovinné základně velkoplošného integrovaného výměníku tepla připevněny ochranné obvody o počtu, odpovídajícím počtu dvojic výkonových elektronických prvků, uspořádané v horizontálním směru v rozestupech, odpovídajících rozestupům mezi dvojicemi výkonových elektronických prvků, a u horního okraje jsou ke svislé rovinné základně velkoplošného integrovaného výměníku tepla připevněny zdrojové obvody, tvořené jednak napájecím trojfózovým transformátorkem a magnetickým obvodem, uloženým souběžně se svislou rovinnou základnou velkoplošného integrovaného výměníku tepla, a jednak elektronickými napájecími obvody, uloženými souběžně s magnetickým obvodem napájecího trojfázového transformátorku u strany odvrácené od svislé rovinné základny velkoplošného integrovaného výměníku tepla·With their peaks in contact with the mounting vertical inner base of the supporting structure, to the vertical planar base of the large-area integrated heat exchanger, a horizontal power input and output terminal block is attached at its lower edge, above it are fixed to one vertical of the large integrated heat exchanger height of at least three pairs of power electronic elements arranged horizontally at regular intervals in alternating sequence with power electronic control circuits above the power electronic element pairs, protective circuits of a number corresponding to the number of power electronic element pairs are attached to the vertical planar base of the large-area integrated heat exchanger arranged in horizontal direction at intervals corresponding to the spacing between pairs of power electronic At the upper edge, the vertical planar base of the large-area integrated heat exchanger is connected to the source circuits consisting of a power three-phase transformer and a magnetic circuit arranged parallel to the vertical planar base of the large-scale integrated heat exchanger. three-phase transformer at the side facing away from the vertical planar base of the large-area integrated heat exchanger ·

Sešěním uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje podle vynálezu v jeho nosné konstrukci se především docílí rozměrově úsporného elektronického přístroje, který je oproti nejprogresivnějším provedením elektronických přístrojů menší o více než dvacet procent, přičemž i jeho hmotnost je přinejmenším o dvacet procent nižší. Uspořádáním funkčních prvků elektronického přístroje podle vynálezu v nosné konstrukci elektronického přístroje se dosáhne vytvoření lehkého, přehledného a jednoduchého kompaktního elektronického přístroje při současném zaručeném zajištění všech požadovaných funkcí a vlastností. K předním výhodámBy sewing the arrangement of the functional elements of the electronic device according to the invention in its supporting structure, a dimensionally saving electronic device is achieved, which is less than twenty percent less than the most progressive embodiments of the electronic devices, and its weight is at least twenty percent less. By arranging the functional elements of the electronic device according to the invention in the supporting structure of the electronic device, a light, clear and simple compact electronic device is achieved while guaranteeing all the required functions and features. The leading advantages

- 3 237 060 uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje podle vynálezu lze především přičítat umístění výkonových elektronických prvků v jedné třetině výšky svislé rovinné základny velkoplošného integrovaného výměníku tepla, čímž se dosáhne nejintenzivnějšího odvodu tepla vedením, sáláním i sdílením. Toto jejich umístěni pak vede k vytvoření velkoplošného integrovaného výměníku tepla s nejmenšími možnými zastavovacími rozměry pro daný ztrátový tepelný výkon. Takového umístění výkonových elektronických prvků na svislé rovinné základně velkoplošného integrovaného výměníku tepla následně umožňuje instalaci silové ovládací vstupní a výstupní svorkovnice tak, že propojení mezi těmito dvěma základními funkčními prvky elektronického přístroje je realizováno s nejmenšími možnými délkami propojovacích vodičů, které jsou ve srovnání u dosud používaných řešení elektronických přístrojů až o polovinu kratší. K těm to hlavním přednostem řešení uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje podle vynálezu lze dále přiřadit i další zřejmé výhody, jako například snadnou přístupnost ke všem funkčním prvkům z přední strany nosné konstrukce, umožňující v případě potřeby jejich jednoduchou vyměnitelnost, a navíc i maximální využitelnost objemu daného zast®vovacího prostoru nosné konstrukce elektronického přístroje. Mimo jiné lze rovněž za výhodné považovat i užití prvního plošného spoje ve tvaru desky pro připevnění a připojení ochranných obvodů a jejich galvanické propojeni, který nahrazuje dosud užívané propojování pomocí samostatných vodičů.In particular, the arrangement of the functional elements of the electronic device according to the invention can be attributed to the positioning of the power electronic elements in one third of the height of the vertical planar base of the large-area integrated heat exchanger, thereby achieving the most intensive heat dissipation by conduction, radiation and sharing. This location then leads to the creation of a large-area integrated heat exchanger with the smallest possible stop dimensions for a given heat loss. Such positioning of the power electronic elements on the vertical planar base of the large-scale integrated heat exchanger subsequently allows the installation of a power control input and output terminal block so that the connection between the two basic functional elements of the electronic device is realized with the smallest possible lengths of interconnectors. electronic devices up to half shorter. In addition to these main advantages of the arrangement of the functional elements of the electronic device according to the invention, there are also other obvious advantages, such as easy access to all functional elements from the front of the supporting structure, allowing easy replacement, if necessary, and maximum utilization of the volume of the electronic device supporting structure. Among other things, it is also advantageous to use the first PCB in the form of a circuit board for attaching and connecting protective circuits and their galvanic interconnection, which replaces the previously used interconnection by separate conductors.

Na připojených výkresech je znázorněn příklad provedení uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje podle vynálezu v nosné konstrukci elektronického přístroje, kde obr. 1 ukazuje uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje v čelním pohledu, obr. 2 představuje uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje podle obr. 1 v bokorysu a na obr. 3 je znázorněno uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje podle obr. 1 v půdorysu.In the accompanying drawings, there is shown an exemplary embodiment of the functional device arrangement of an electronic device according to the invention in a supporting structure of the electronic device, wherein Fig. 1 shows the arrangement of functional elements of an electronic device in front view; Fig. 3 shows a plan view of the functional elements of the electronic apparatus of Fig. 1;

- 4 237 060- 4,237,060

Uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje, zejména tyristorového měniče, podle vynálezu v nosné konstrukci 1 elektronického přístroje, která je opatřena alespoň připevňovací svislou vnitřní základnou 11, je realizováno tak, že k této připevňovací svislé vnitřní základně 11 nosné konstrukce 1 je připevněn velkoplošný integrovaný výměník (8) tepla, který je na své svislé rovinné základně opatřen řadou chladicích žeber, které jsou rozmístěny v pravidelných rozestupech pro vytvoření svislých chladicích kanálů tak, že tato žebra jsou svými vrcholky v dotyku a připevňovací svislou vnitřní základnou 11 nosné konstrukce 1 elektronického přístroje. Jak je patrno podle obař. 1 až 3, je ke svislé rovinné základně 13 velkoplošného integrovaného výměníku 8 tepla připevněna u jejího spodního okraje horizontální silová ovládací vstupní a výstupní svorkovnice 2. Nad ní jsou ke svislé rovinné základně 13 velkoplošného integrovaného výměníku 8 tepla připevněny v jedné třepině její výšky alespoň tři dvojice výkonových elektronických prvků J, představovaných převážně tyristor.y, které jsou v horizontálním směru uspořádány v pravidelných rozestupech ve střídavém sledu s řídicími obvody 4 těchto výkonových elektronických prvků J. Nad dvojicemi výkonových elektronických prvků J jsou ke svislé rovinné základně 13 velkoplošného integrovaného výměníku 8 tepla připevněny ochranné obvody 2» které jsou v horizontálním směru uspořádány v rozestupech, odpovídajících rozestupům mezi dvojicemi výkonových elektronických prvků 2 čímž se docílí jejich bezprostřední vzájemné napojení s příslušnými dvojicemi výkonových elektronických prvků 2· Jak je názorně patrno podle obr. 2, je připevnění ochranných obvodů 2 ke svislé rovinné základně 13 velkoplošného integrovaného výměníku 8 tepla realizováno prostřednictvím navzájem shodně tělesně vytvořených komutačních odporů 14 o počtu, odpovídajícím počtu dvojic výkonových elektronických prvků 2 z jejich jedné čelní strany. Ke druhé celní straně komutačních odporů 14 ochranných obvodů 5 je připev- 5 237 060 něn první plošný spoj 15 ve tvaru desky, který slouží pro připevnění a připojení ochranných obvodů j> a jejich . potřebné galvanické propojení. Ka svislé rovinné základně 13 velkoplošného integrovaného výměníku 8 tepla jsou pak u jejího horního okraje připevněny zdrojové obvody, které jsou tvořeny jednak napájecím trojfázovým transformótorkem 6, jehož magnetický obvod je uspořádán souběžně se svislou rovinnou základnou 13 velkoplošného integrovaného výměníku 8 tepla, a jednak elektronickými napájecími obvody 7, které jsou uspořádány souběžně s magnetickým obvodem napájecího trojfázového transformátorku 6 u strany odvrácené od svislé rovinné základny 13 velkoplošného integrovaného výměníku 8 tepla. Jedno z výhodných řešení propojení elektronických napájecích obvodů 2 j^e vyznačeno na obr. 2, odkud je patrné, že k vývodům vinutí 16 napájecího trojfázového transformátorku 6, které jsou uspořádány na straně magnetického obvodu napájecího trojfázového transformátorku 6 odvrácené od svislé rovinné základny 13 velkoplošného integrovaného výměníku 8 tepla, je ve svislém směru letmo uchycena a s vývody vinutí 16 napájecího trojfázového transformátorku 6 galvanicky propojena deska druhých plošných spojů elektronických napájecích obvodů 2·The arrangement of the functional elements of the electronic device, in particular the thyristor transducer, according to the invention in the electronic device support structure 1, which is provided with at least a vertical mounting base 11, is realized by attaching a large-area integrated heat exchanger ( 8) heat which is provided on its vertical planar base with a plurality of cooling fins which are spaced at regular intervals to form vertical cooling channels such that the fins are in contact with each other and attaching the vertical inner base 11 of the support structure 1 of the electronic device. As seen by the giant. 1 to 3, a horizontal power input and output terminal block 2 is attached to the vertical planar base 13 of the large-area integrated heat exchanger 8 at its lower edge. Above it, at least three of its height is attached to the vertical planar base 13 of the large-scale integrated heat exchanger 8. pairs of power electronic components J, predominantly thyristors, which are arranged horizontally at regular intervals in alternating succession with the control circuits 4 of these power electronic components J. The protective circuits 2, which are arranged in a horizontal direction at intervals corresponding to the spacing between the pairs of power electronic elements 2 As shown in FIG. 2, the attachment of the protective circuits 2 to the vertical planar base 13 of the large-scale integrated heat exchanger 8 is realized by means of mutually equally formed commutating resistors 14 of a number corresponding to the number of power pairs. electronic elements 2 from their one face. To the other customs side of the commutating resistors 14 of the protective circuits 5 is attached a 5 237 060 first printed circuit board 15, which serves to attach and connect the protective circuits and theirs. necessary galvanic connection. To the vertical planar base 13 of the large-scale integrated heat exchanger 8, the source circuits, which consist of a power three-phase transformer 6, whose magnetic circuit is arranged parallel to the vertical planar base 13 of the large-area integrated heat exchanger 8, circuits 7 which are arranged parallel to the magnetic circuit of the power three-phase transformer 6 at the side facing away from the vertical planar base 13 of the large-area integrated heat exchanger 8. A preferred solution to the interconnection of electronic power circuits 2 j ^e indicated in FIG. 2, from which it is apparent that the terminals winding 16 supply the three-phase transformers 6, which are arranged on the side of the magnetic circuit of the power of three-phase transformers 6 facing away from the vertical plane of the base 13 of the large-scale integrated of the heat exchanger 8, it is vertically mounted and the second printed circuit board of the electronic supply circuits 2 is galvanically connected with the windings of the power supply transformer 6 of the winding 16.

Mimo uspořádání těchto funkčních prvků se uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje podle vynálezu v nosné konstrukci elektronického přístroje podle obr. 1 až 3 vyznačuje i výhodným účelným rozmístěním slaboproudých jističích obvodů a podpůrných obvodů, které jsou upraveny ve dvou vrstvách třetích plošných spojů 9, uložených otočně na horizontálním čepu 10. Jak je dobře patrno podle obr. 2 a 3, tyto vrstvy třetích plošných spojů 2 uzavírají celou prostorovou funkční dispozici uspořádání funkčních prvkůelektronického přístroje podle vynálezu, v nosné konstrukci 1 elektronického přístroje. Pro dobrý přístup k funkčním frvkům elektronického přístroje je přední stěna nosné konstrukce 1 tvořena odnímatelným krytem 12.In addition to the arrangement of these functional elements, the arrangement of the functional elements of the electronic device according to the invention in the supporting structure of the electronic device according to FIGS. 1 to 3 is also characterized by the advantageous arrangement of low-current circuit breakers and support circuits which are arranged in two layers of the third printed circuit board 9. 2 and 3, these layers of the third printed circuit boards 2 enclose the entire spatial functional disposition of the functional elements of the electronic device according to the invention, in the supporting structure 1 of the electronic device. For good access to the functional elements of the electronic device, the front wall of the support structure 1 is formed by a removable cover 12.

- β 237 060- β 237,060

Uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje podle vynálezu lze rovněž výhodně využívat při umístění dvou i více těchto uspořádání funkčních prvků elektronických přístrojů vedle sebe při potřebě docílení jiných požadovaných lektrických vlastností, přičemž i u takto stavebnicově vytvořených elektronických přístrojů umožňuje uspořádání funkčních prvků elektronického přístroje podle vynálezu v nosné konstrukci 1 elektronického přístroje zachovat podmínku kompaktnosti této nosfcé konstrukce 1 i pří stupnosti k funkčním prvkům elektronického přístroje.The functional arrangement of the electronic device according to the invention can also be advantageously used when two or more of these functional element arrangements of the electronic devices are arranged side by side, in order to achieve other desired electrical properties. 1 of the electronic device, to maintain the condition of compactness of the supporting structure 1 and the accessibility to the functional elements of the electronic device.

Rovněž velkoplošný integrovaný výměník 8 tepla je mož no řešit stupňovitě s proměnnou výškou chladicích žeber pr o dosažení potřebného vyššího chladicího účinku.The large-area integrated heat exchanger 8 can also be solved in a stepwise manner with variable height of the cooling fins in order to achieve the required higher cooling effect.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

237 060 li Arrangement of functional elements of an electronic device, in particular a thyristor transducer, consisting both of power electronic components, such as thyristors and / or power transistors, and of protective circuits, auxiliary circuits, protective circuits, source circuits, power control input and output terminals and heat exchangers , in a supporting structure of an electronic device, provided with at least a mounting vertical inner base, characterized in that a large-area integrated heat exchanger (8) provided on its vertical planar base (13) is attached to the mounting vertical inner base (11) of the supporting structure (1). ) a plurality of cooling ribs arranged at regular intervals to form vertical cooling ducts, whose apexes are in contact with the fixing vertical inner base (11) of the supporting structure (1), to the vertical planar base (13) of the large-area in At the bottom edge of the dredged heat exchanger (8), a horizontal power control input and output terminal (2) is attached at its bottom edge, above it at least three pairs of power outputs are attached to the vertical planar base (13) of the large-area integrated heat exchanger (S). electronic elements (3) arranged in horizontal direction at regular intervals in alternating view with control circuits (4) of power electronic elements (3), above the pairs of power electronic elements (3) are to the vertical planar base (13) of large-area integrated heat exchanger (8) ) heat-protective circuits (5) of a number corresponding to the number of pairs of power electronic elements (3) arranged in horizontal direction at intervals corresponding to the spacing between the pairs of power electronic elements (3), and at the upper edge to the vertical planar base (13) velkoplošného of the integrated heat exchanger (8) are connected to the source circuits, consisting of a supply three-phase supply

- 8 237 060 transformer (6) with a magnetic circuit arranged parallel to the vertical planar base (13) of the large-area integrated heat exchanger (8) and also electronic supply circuits (7) placed parallel to the magnetic circuit of the three-phase transformer (6) sides facing away from the vertical planar base (13) of the large-area integrated heat exchanger (8) ·

Arrangement according to Claim 1, characterized in that the protective circuits (5) are fastened to the vertical planar base (13) of the large-area integrated heat exchanger (8) by means of mutually identical commutating commutating resistors (14) of a number corresponding to the number of power pairs. a first printed circuit board (15) in the form of a board for attaching and connecting protective circuits (5) and their galvanic connection is attached to their other front side;

Arrangement according to Claim 1, characterized in that the winding terminals (16) of the three-phase transformer (6) arranged on the magnetic circuit side of the three-phase transformer (6) facing away from the vertical planar base (13) of the large-area integrated heat exchanger (8) heat, is vertically mounted and simultaneously with the windings (16) of the power three-phase transformer (6) galvanically connected board of second printed circuit boards of electronic supply circuits (7) ·