CS265624B1 - Třífázový vysokonapáfový polovodičový usmérňovač zejména pro vysokofrekvenční generátory - Google Patents

Abstract

Řešení se týká uspořádání třífázového vysokonapětového polovodičového usměrňovače, zejména pro vysokofrekvenční generátory, který má zjednodušenou konstrukci a zaujímá malý prostor velikosti usměrněného napětí a proudu. Třífázový vysokonapětový polovodičový usměrňovač, zejména pro vysokofrekvenční generátory, sestává z nosné konstrukce, v níž je uloženo šest usměrňovačích větví tvořených polovodičovými prvky a chladicími elementy, kde polovodičový prvek je upevněn mezi dva chladicí elementy. Polovodičové prvky jsou opatřeny šroubovými vývody a chladiče jsou oboustranně vsazeny do vodicích lišt a jsou uspořádány za sebou v linii horizontální osy, přičemž vodicí lišty jsou upevněny na stojinách a tyto jsou svázány prvními lištami, druhými lištami a třetími lištami. Chladič čtvercového tvaru je opatřen na svém obvodu dvěma protilehlými výřezy a dále třemi otvory symetricky umístěnými na roztečné kružnici v rozmezí úhlu 120°. V otvorech jsou upevněny polovodičové prvky tak, že následující polovodičový prvek je vždy na chladiči posunut o 120°, takže v jedné usměrňovači větvi polovodičové prvky vytvářejí šroubovici. Třífázový polovodičový usměrňovač pro vysokofrekvenční generátory je tvořen sestavou dvou usměrňovačích bloků uspořádaných vedle sebe a svázaných druhými lištami, přičemž každý usměrňovači blok je tvořen třemi usměrňovacími větvemi umístěnými nad sebou v linii vertikální osy.

Description

(57) Řešení se týká uspořádání třífázového vysokonapětového polovodičového usměrňovače, zejména pro vysokofrekvenční generátory, který má zjednodušenou konstrukci a zaujímá malý prostor velikosti usměrněného napětí a proudu. Třífázový vysokonapětový polovodičový usměrňovač, zejména pro vysokofrekvenční generátory, sestává z nosné konstrukce, v níž je uloženo šest usměrňovačích větví tvořených polovodičovými prvky a chladicími elementy, kde polovodičový prvek je upevněn mezi dva chladicí elementy. Polovodičové prvky jsou opatřeny šroubovými vývody a chladiče jsou oboustranně vsazeny do vodicích lišt a jsou uspořádány za sebou v linii horizontální osy, přičemž vodicí lišty jsou upevněny na stojinách a tyto jsou svázány prvními lištami, druhými lištami a třetími lištami. Chladič čtvercového tvaru je opatřen na svém obvodu dvěma protilehlými výřezy a dále třemi otvory symetricky umístěnými na roztečné kružnici v rozmezí úhlu 120°. V otvorech jsou upevněny polovodičové prvky tak, že následující polovodičový prvek je vždy na chladiči posunut o 120°, takže v jedné usměrňovači větvi polovodičové prvky vytvářejí šroubovici. Třífázový polovodičový usměrňovač pro vysokofrekvenční generátory je tvořen sestavou dvou usměrňovačích bloků uspořádaných vedle sebe a svázaných druhými lištami, přičemž každý usměrňovači blok je tvořen třemi usměrňovacími větvemi umístěnými nad sebou v linii vertikální osy.

Vynález se týká třífázového vysokonapětového polovodičového usměrňovače, zejména pro vysokofrekvenční generátory.

Stávající provedení usměrňovačů sestavených z polovodičových prvků je velmi rozdílné a je závislé jednak na polpvodičovýoh prvcích samotných i na požadovaném usměrňovacím napětí a proudu.

Nej jednodušší provedení usměrňovače je jeden usměrňovači ventil, který v zájmu odvedení tepla je přišroubován k chladiči zhotovenému ze slitiny hliníku. Chladič je podle potřeby opatřen chladicími žebry, aby odvod tepla z polovodičového kruhu do okolního prostředí byl optimální.

Takovýto jednoduchý polovodičový usměrňovač se v konstrukci vysokofrekvenčních generátorů používá zřídka. Nejčastěji se používá obecně známé třífázové můstkové zapojení, kde minimální počet polovodičových prvků je 6 nebo při zapojení polovodičových prvků v jednotlivých větvích v sérii pak násobek šesti. U vysokonapětových třífázových polovodičových usměrňovačů je v každé větvi několik nebo dokonce několik desítek polovodičových prvků. Vysokonapětové třífázové polovodičové usměrňovače pro vysokofrekvenční generátory složené z většího množství prvků jsou různé konstrukce. Konstrukce musí respektovat tři základní a zároveň protichůdné požadavky: Odvod tepla z polovodičového prvku do chladiče a následně z chladiče do okolního prostředí. Musí respektovat elektrickou pevnost celé konstrukce, aby nedocházelo k poškození polovodičových prvků nebo částí konstrukce napětím. Protichůdným požadavkům k dvěma jmenovaným je požadavek, aby usměrňovač jako celek zaujímal co nejmenší prostor. Stávajících konstrukčních řešení je celá řada a při respektování potřeby odvodu tepla a polovodičového prvku a elektrické pevnosti celé soustavy zaujímá vysokonapětový třífázový polovodičový usměrňovač značný prostor a zvětšuje tak celkové rozměry vysokofrekvenčního generátoru.

U vysokofrekvenčních generátorů větších výkonů řádu 10 až 100 kw v současné době vysokonapětové usměrňovače bývají například složeny z usměrňovačích bloků, kde polovodičové prvky se dvěma šroubovými vývody s chladiči mají společnou stahovací konstrukci, která obvykle nepostačuje elektrickou pevností usměrňovacího bloku požadavkům, a tak tyto bloky se musí řadit do sériového spojení, přičemž neúměrně narůstají celkové rozměry vysokonapětového usměrňovače i jeho pracnost ve výrobě. Podobně složité a pracné jsou usměrňovače používající jednotlivé polovodičové prvky s jednopólovým šroubovým vývodem, přimontovaným vždy na chladič určitého profilu a chladiče se pak montují vždy na nosníky jedné usměrňovači větve a ty pak se mechanicky spojují v celek vysokonapětového usměrňovače.

Uvedené nevýhody odstraňuje vysokonapětový třífázový polovodičový usměrňovač zejména pro vysokofrekvenční generátory, sestávající z nosné konstrukce, v níž je uloženo šest usměrňovačích větví, tvořených polovodičovými prvky a chladicími elementy, kde polovodičový prvek je upevněn mezi dva chladicí elementy, přičemž polovodičové prvky jsou opatřeny šroubovými vývody, jehož podstata spočívá v tom, že chladiče jsou oboustranně vsazeny do vodicích lišt a jsou uspořádány za sebou v linii horizontální osy, přičemž vodicí lišty jsou upevněny na stojinách a tyto jsou svázány prvními lištami, druhými lištami a třetími l’ištami.

Další podstatou vynálezu je, že chladič je čtvercového tvaru a je opatřen na svém obvodu dvěma protilehlými výřezy a dále třemi otvory symetricky umístěnými na roztečné kružnici v rozmezí úhlu 120°. V otvorech jsou upevněny polovodičové prvky tak, že následující polovodičový prvek je vždy na chladiči posunut o 120°, takže v jedné usměrňovači větvi vytvářejí polovodičové prvky _1 šroubovicí.

*

Další podstatou vynálezu je, že třífázový polovodičový usměrňovač je tvořen sestavou dvou usměrňovačích bloků uspořádaných vedle sebe a svázaných druhými lištami, přičemž každý usměrňovači blok je tvořen třemi usměrňovacími větvemi umístěnými nad sebou v linii vertikální osy.

Výhodou docílené vynálezem spočívají zejména v docílení malých celkových rozměrů celého usměrňovače, dobré elektrické pevnosti a dostatečné proudové zatížitelnosti zapojení.

Příklad provedení vynálezu je na připojených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněno celkové uspořádání třífázového vysokonapěřového polovodičového usměrňovače a na obr. ,2 je znázorněn detail uspořádání chladiče.

Polovodičový usměrňovači prvek 2/ který je válcového tvaru a z obou stran je opatřen šroubovými vývody se připevňuje mezi dva chladiče 2_. Chladiče 2 jsou zhotoveny z hliníkového plechu a vývody jsou oboustranně vsazeny do vodicích lišt 2/ takže jsou uspořádány za sebou v linii horizontální osy. Vodicí lišty 2 zhotovené z izolačního materiálu jsou upevněny na stojinách 2' ^a tyto jsou svázány prvními lištami 5, druhými lištami 6. a třetími lištami Chladič 2 je čtvercového tvaru a je opatřen na svém obvodu dvěma protilehlými výřezy 2 ^a dále třemi otvory 2 symetricky umístěnými na roztečné kružnici v rozmezí úhlu 120°. V otvorech jsou upevněny polovodičové prvky 1 tak, že následující polovodičový prvek 2 je vždy na chladiči 2 posunut o 120°, takže v jedné usměrňovači větvi polovodičové prvky 13 vytvářejí šroubovici. Třífázový polovodičový usměrňovač pro vysokofrekvenční generátory je tvořen sestavou dvou usměrňovačích bloků uspořádaných vedle sebe a svázaných druhými lištami 2/ přičemž každý usměrňovacími větvemi umístěnými nad sebou v linii vertikální osy. Propojení jednotlivých větví je provedeno vodorovnými vodiči, a to dvěma na stejnosměrné straně usměrňovače a třemi vodorovnými vodiči na straně střídavé - třífázové.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Třífázový vysokonapěřový polovodičový usměrňovač, zejména pro vysokofrekvenční generátory, sestávající z nosné konstrukce, v níž je uloženo šest usměrňovačích větví tvořených polovodičovými prvky a chladicími elementy, kde polovodičový prvek je upevněn mezi dva chladicí elementy, přičemž polovodičové prvky jsou opatřeny šroubovými vývody, vyznačující se tím, že chladiče (2) jsou oboustranně vsazeny do vodicích lišt (3) a jsou uspořádány za sebou v linii horizontální osy, přičemž vodicí lišty (3) jsou upevněny na stojinách (4), a tyto jsou svázány prvními lištami (5), druhými lištami (6) a třetími lištami (7).
2. 2. Třífázový vysokonapětový polovodičový usměrňovač podle bodu 1, vyznačující se tím, že chladič (2) čtvercového tvaru je opatřen na svém obvodu dvěma protilehlými výřezy (8) a dále třemi otvory (9) symetricky umístěnými na roztečné kružnici v rozmezí úhlu 120°, ve kterých jsou upevněny polovodičové prvky (1) tak, že následující polovodičový prvek (1) je vždy na chladiči (2) posunut o 120°, takže u jedné usměrňovači větve vytvářejí polovodičové prvky (1) šroubovici.