CS264758B1

CS264758B1 - Semiconductor power transducer

Info

Publication number: CS264758B1
Application number: CS853847A
Authority: CS
Inventors: Dusan Remis
Original assignee: Dusan Remis
Priority date: 1985-05-29
Filing date: 1985-05-29
Publication date: 1989-09-12
Also published as: CS384785A1

Abstract

Vytvoření dostatečné chladicí plochy pro výkonové prvky a montážní plochy pro jednotlivé funkční prvky při minimálních vzájemných vzdálenostech a získání potřebné mechanické tuhosti celé konstrukce měniče je dosaženo tím, že měnič sestává z alespoň dvou roštů opatřených na součástkové straně prostředky pro montáž výkonových a řídicích prvků a na druhé straně soustavou planparalelně uspořádaných chladicích žeber, z nichž na krajní žebra navazují v rozích roštu uzavřené profily, např. obdélníkové, předcházející na součástkovou stranu roštu, přičemž mechanické spojení na sebe naskládaných roštů je provedeno v místě styčných ploch rohových uzavřených profilů.The creation of a sufficient cooling surface for power elements and mounting surfaces for individual functional elements at minimal mutual distances and the acquisition of the necessary mechanical rigidity of the entire converter structure is achieved by the converter consisting of at least two grids provided on the component side with means for mounting power and control elements and on the other side with a system of plane-parallel cooling ribs, of which the extreme ribs are connected in the corners of the grid by closed profiles, e.g. rectangular, preceding the component side of the grid, while the mechanical connection of the stacked grids is carried out at the point of contact surfaces of the corner closed profiles.

Description

Vynález se týká polovodičového silového měniče osazeného řídicími a silovými obvody.The invention relates to a semiconductor power converter fitted with control and power circuits.

Polovodičové měniče, jako jsou statické měniče kmitočtu, řízené usměrňovače apod., používané jako napájecí zdroje elektrických pohonů jsou běžně řešeny tak, že řidiči elektronické obvody jsou uspořádány na kartách plošných spojů a výkonové polovodičové a další prvky jsou umístěny na samostatných chladičích a vše, včetně dalšího příslušenství, je umístěno do nosných rámů' a kazet. Obvody, či skupiny prvků, které se v přístroji objevují, jsou přitom umístěny na samostatných deskách plošných spojů či nosičích. Tím se sice zvyšuje seriovost jednotlivých dílů výrobku, avšak na₍ druhé straně je pak třeba tyto jednotlivé karty ve vlastním zařízení propojit systémem sběrnic a svazkových vodičů rovněž provést propojení řídicích a výkonových obvodů. Již od oblasti středních výkonů je navíc třeba zaříze ní vybavit nuceným chlazením pomocí vestavěných ventilátorů, které jedině zaruč! dostatečný odvod tepelných ztrát ze zařízení. Konstrukčně pak takto řešená zařízení vycházejí poměrně rozměrná.Semiconductor converters, such as static frequency converters, controlled rectifiers, and the like, used as power supplies for electric drives, are commonly designed such that drivers electronic circuits are arranged on printed circuit boards and power semiconductor and other elements are located on separate coolers and everything, including Another accessory is placed in the support frames and cassettes. Circuits or groups of elements that appear in the device are located on separate printed circuit boards or carriers. This is increasing seriality individual components of the product, but on _(the other side is then necessary these individual cards in the device interconnect system bus and bundle conductors also perform wiring control and power circuits. Since the field of medium power is also needed equ it fitted with forced cooling By means of built-in fans, which only guarantee sufficient heat dissipation from the system.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny u polovodičového měniče podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že měnič sestává z alespoň dvou roštů opatřených na součástkové straně prostředky pro montáž výkonových a řídicích prvků a na druhé straně soustavou planparalelně uspořádaných chladících žeber, z nichž na krajní žebra navazují v rozích roštu uzavřené profily, např. obdélníkové, předcházející na součástkovou stranu roštu, přičemž mechanické spojení .na sebe naskládaných roštů je provedeno v místě styčných ploch rohových uzavřených profilů.These drawbacks are eliminated in the semiconductor converter according to the invention, which consists in that the converter consists of at least two grates provided on the component side with means for mounting the power and control elements and on the other side with a system of planar parallel cooling ribs. closed profiles, e.g. rectangular, at the corners of the grate preceding the component side of the grate, wherein the mechanical connection to the stacked grates is provided at the contact surfaces of the corner closed profiles.

Výhodou tohoto provedení je, že každý rošt představuje jak dostatečnou chladicí plochu pro výkonové prvky, tak i dostatečnou montážní plochu pro jednotlivé prvky. Tak jsou na poměrně malé ploše s minimálními vzájemnými vzdálenostmi soustředěny všechny spolupracujíc! funkční skupiny, např. jedné fáze u třífázového statického měniče kmitočtu. Naskládáním tří roštů na sebe a jejich mechanickým spojením v místě dosedacích ploch rohových uzavřených profilů je sestaven celý měnič se zaručenou mechanickou tuhosti celé konstrukce.The advantage of this embodiment is that each grate represents both a sufficient cooling surface for the power elements and a sufficient mounting surface for the individual elements. Thus, in a relatively small area with minimal distances between them all are concentrated together! functional groups, eg single phase in a three-phase static frequency converter. By stacking three grates on top of each other and mechanically joining them at the contact surfaces of the corner closed profiles, the entire converter is assembled with guaranteed mechanical rigidity of the whole structure.

Vynález je dále podrobněji popsán pomocí přiloženého výkresu, na němž je na obr. 1 nakreslen nárys jednoho roštu osazeného součástkami tranzistorového měniče kmitočtu a na obr. 2 je půdorysný pohled na třífázový tranzistorový měnič kmitočtu, sestavený z roštů podle vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is described in greater detail below with reference to the accompanying drawing, in which: Figure 1 is a front elevation view of one grate fitted with transistor frequency converter components; and Figure 2 is a plan view of a three-phase transistor.

Třífázový tranzistorový měnič kmitočtu pro napájení střídavého pohonu, např. obráběcího stroje, manipulátoru apod. má výkonové a řídicí prvky každé fáze umístěny na samostatném roštu 2· Součástková strana každého roštu 2 je opatřena prostředky pro montáž jednotlivých prvků jako jsou otvory pro montážní šrouby a montážní otvory pro rozměrnější součástky.Three-phase transistor frequency converter for supplying AC drive, eg machine tool, manipulator etc. has power and control elements of each phase placed on separate grate 2 · The component side of each grate 2 is equipped with means for mounting individual elements such as holes for mounting screws and mounting holes for larger components.

V daném případě jsou na součástkové straně roštu 2 umístěny výkonové tranzistory 2 v bezpotenciálových pouzdrech s propojovacími sběrnicemi 2> svorkovnice 4, proudové čidlo 5, budící tranzistory jjf řídicí obvody 2 výkonových tranzistorů 2 a budicí transformátor 2< který pro své rozměry je vsazen do montážního otvoru a zasahuje až na opačnou stranu roštu 1.. Tato druhá strana roštu 2 1® opatřena soustavou planparalelně uspořádaných chladicích žeber 2· Na krajní chladicí žebra 2 navazují v rozích roštu 2 uzavřené profily 10 přecházející na součástkovou stranu roštu 2· Převýšení uzavřeného profilu 10 nad plochou součástkové strany roštu 2 odpovídá montážní výšce součástek na této straně roštu 2 upevněných. Jak patrno z obr. 2 je měnič tvořen třemi rošty 2, ^z nich každý obsahuje prvky jedné fáze.In the present case, on the component side of the grate 2, power transistors 2 are placed in potential-free housings with busbars 2> terminal 4, current sensor 5, excitation transistors jjf control circuits 2 of power transistors 2 and excitation transformer 2 This second side of the grate 2 1® is provided with a system of planar parallel cooling ribs 2 · The outer cooling ribs 2 are connected at the corners of the grate 2 by closed profiles 10 and pass to the component side of the grate 2 · above the surface of the component side of the grate 2 corresponds to the mounting height of the components mounted on this side of the grate 2. As shown in FIG. 2, the transducer comprises three frames 2, each ^of which contains the elements of one phase.

Rošty 2 na sebe dosedají styčnými plochami 11 rohových uzavřených profilů 10 a v těchto místech jsou vzájemně spojeny šrouby 12. Mechanická tuhost roštu 2 3® zvýšena rozpěrným profilem 13 čtvercového tvaru vystupujícího z plochy součástkové strany roštu 2 P^i jeho čelní hraně. Obdobným způsobem jsou ke krajnímu roštu 2 připojeny blok 14 vnitřní diagnostiky a blok 15 centrálních řídicích obvodů pohonu.The gratings 2 abut with the contact surfaces 11 of the corner closed profiles 10 and are screwed together at these points 12. The mechanical stiffness of the grate 23 is increased by a square profile 13 extending from the component side surface of the grate 2 at its front edge. In a similar manner, the internal diagnostic block 14 and the central control circuit block 15 are connected to the outer grate 2.

Z hlediska vlastního konstrukčního vytvoření bude stejně vypadat měnič osazený tranzistory, nebo měnič pro napájení stejnosměrného pohonu. Pro vícemotorové pohony je pak možno vytvořit řazením potřebného počtu roštů i a jejich mechanickým spojením výše uvedeným způsobem jedinou kompaktní napájecí jednotku.From the point of view of the design itself, a transistor-mounted converter or a DC drive converter will look the same. For multi-motor drives it is then possible to form a single compact power supply unit by shifting the required number of grates i and mechanically connecting them in the manner described above.

Claims

object of the invention

A semiconductor power converter fitted with control and power circuits, characterized in that it consists of at least two gratings (1) provided on the component side with means for mounting the power and control elements and on the other side with a system of planar parallel cooling fins (9). the outer ribs are joined at the corners of the grate (1) by closed profiles (10), eg rectangular, preceding the component side of the grate (1), whereby the mechanical connection of stacked grates (1) profiles (10).

The semiconductor power converter according to claim 1, characterized in that the elevation of the closed profile (10) above the surface of the component side of the grate (1) is at least equal to the mounting height of the components fastened to the grate (1).

The semiconductor power converter according to claim 1, characterized in that the grate (1) is provided on the component side with at least one spacer profile (13) of the closed type, eg square.