MXPA03003499A - Microaccionador. - Google Patents

Abstract

Un accionador de CA que se puede aplicar a cualquier dispositivo que utiliza energia electrica y en particular es un accionador de CA de voltaje medio. En una modalidad preferida, se implementa una topologia de accionador de CA de nivel multiple, con el accionador que incluye una pluralidad de inversores y convertidor electricamente acoplados a traves de barras distribuidoras electricas y fisicamente acoplados a traves de sus bases modulares respectivas, y que comparten un sistema de enfriamiento comun conectado a los intercambiadores termicos respectivos de cada componente. El accionador de CA generalmente esta conformado por una pluralidad de modulos inversores, los cuales estan conectados a un modulo convertidor, y con cada uno de los componentes anteriores empaquetado en una unidad relativamente pequena que tiene un aparato de enfriamiento.

Description

MICROACCIONADOR ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención El campo de la invención se refiere de manera general a un campo de convertidores de energía, de manera más particular a accionadotes de CA de velocidad variable y voltaje medio utilizados para accionar motores CA y para accionar otro equipo de conversión de energía que requiere de 600 hasta 15000 voltios.

Descripción de la Técnica Relacionada Los accionadotes de CA de velocidad ajustable o variable se utilizan de manera común para accionar motores de inducción de CA lo que permite controlar su velocidad. Los accionadores de CA proporcionan de manera general la ventaja de ahorros de energía ya que controlan las características de su voltaje de salida y corriente, y por lo tanto el usuario controla la velocidad del motor (del motor que están accionando), optimizando de esta manera del uso de energía del motor así como el proceso que se está accionando. Los accionadores CA operan tomando ya sea la energía CA o CD entrante, que tiene una frecuencia y voltaje fijos y convirtiéndola a energía CA que tiene un voltaje o corriente con amplitud y frecuencia variables. Esto permite el control de la velocidad y energía del motor, un requerimiento en muchas aplicaciones. Aunque el uso de los acclonadores CA mejora en gran medida los procesos que accionan y proporcionan ahorros de energía eléctrica, su uso no esta libre de desventajas. Uno de los mayores problemas con los sistemas accionadores de CA actuales es su tamaño. Esto es particularmente cierto en los accionadores de CA utilizados para aplicaciones de voltaje medio, lo cual requiere una cantidad significativa de espacio de piso o de instalación. De manera adicional, debido a que los componentes accionadores de CA en los sistemas existentes están expuestos al aire (que se usa como medio para enfriar los componentes de los sistemas, se requiere que estén ubicados en áreas ambientalmente controladas y limpias las cuales requieren importante medios de filtración, temperatura y humedad, para impedir que los contaminantes nocivos y la humedad afecten de manera adversa la operación de los sistemas. Por otra parte, los motores de inducción generalmente son resistentes y no requieren un ambiente limpio y libre de contaminantes. Esta diferencia de requerimientos ambientales necesitará por lo general de una distancia significativa entre el accionador y el motor. Esta distancia ocasiona problemas de aislamiento del motor debido al fenómeno de onda reflectante así como los problemas de control dinámico del motor. Los dispositivos de conversión de voltaje del estado actual de la técnica utilizan métodos de aislamiento similares a aquellos empleados en los dispositivos de bajo voltaje (0 a 600 voltios). Los Interruptores de energía y las barras distribuidoras de interconexión deben tener un espacio físico significativo entre los diferentes potenciales eléctricos a fin de evitar los efectos de la degradación de descarga parcial de los materiales aislantes. Debido a que el aire ambiental está presente alrededor de todos los componentes esta distancia puede ser muy grande. Además, la calidad del aire que entra al gabinete de accionador necesita ser ambientalmente controlado ya que los contaminantes podrían circundar a los dispositivos de aislamiento y facilitar la ionización alrededor de los conductores y por lo tanto generar efecto de corona o incluso ocasionar un cortocircuito. Este gran volumen requerido para los fines de aislamiento resultará en una inductancia de dispersión incrementada distribuida en los dispositivos de interconexión. Los dispositivos de interconexión pueden ser algún tipo de cables o barras distribuidoras. Debido a que los interruptores de energía transportan una cantidad importante de corriente eléctrica, durante el ciclo de desconexión del rango negativo de la corriente de interruptor resultará en un pico de voltaje que es proporcional a la magnitud del rango de corriente y la inductancia de dispersión del circuito involucrado (Vpk = L*(di/dt), en donde L es la inductancia de dispersión de corriente y di/dt es el rango de cambio de la corriente de interruptor). Esos voltajes transitorios destruirán los interruptores de semiconductor de energía en caso de no limitarse a los niveles adecuados. Los dispositivos de conversión de voltaje medio del estado actuadle la técnica terminan utilizando dispositivos supresores de voltaje que son proporcionales a la cantidad de inductancia de dispersión. La adición de esos supresores de voltaje transitorio, los cuales también requieren de espacio adecuada debido a las necesidades de aislamiento, terminan por incrementar el volumen físico aún más, así como la complejidad y el costo. Otro problema con muchos de los dispositivos de conversión de energía y en particular en los accionadores de CA es la capacidad de reemplazo de componente. Debido a que la conformación interna de los accionadores de CA actuales es por lo general compleja, cuando un componente, tal como un interruptor de energía de semiconductor falle, frecuentemente es el caso que se requiera una cantidad significativa de tiempo para reemplazar el componente dañado. Un problema adicional de los accionadores de CA de voltaje medio es su susceptibilidad a los rayos cósmicos. Aunque se desconocen algunos de los aspectos de este fenómeno, se sabe que las partículas subatómicas emitidas desde varios cuerpos celestes impactan la tierra, y todo en ella, incluyendo los componentes de los sistemas de conversión de energía. Esas partículas de alta energía ocasionan la destrucción de la estructura atómica del semiconductor y por lo tanto, su habilidad para resistir su voltaje clasificado. Por lo tanto, los rayos cósmicos ocasionan el deterioro con el tiempo de algunos de los componentes eléctricamente activos en los accionadores de CA, tales como los interruptores de energía de semiconductor como el Transistor Bipolar de Compuerta Aislada IGBT y el Tiristor Conmutado de Compuerta integrada IGCT. Este fenómeno limita la utilización de voltaje de un interruptor de semiconductor de energía hasta aproximadamente un sesenta por ciento de su valor de CD clasificado. Si se utiliza por encima de este nivel de voltaje el Interruptor del semiconductor de energía tendrá un ciclo de vida útil significativamente más corto.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida a resolver los problemas anteriores en el equipo de conversión de energía, al permitir que más dispositivos compactos que se pueden colocar cerca, o directamente adyacentes a, la máquina o carga que se acciona, sin ninguno de los efectos adversos anteriores. Esta invención es una combinación única de las tecnologías del estado actual de la técnica y de punta de diferentes áreas tecnológicas. Permite un sistema de conversión de energía eficiente, amblentalmente resistente, flexible y compacto para aplicaciones de voltaje bajo, medio y alto. Esta invención permite el diseño de bloques de construcción de conversión de energía con características sin precedente que utilizan un fluido gaseoso o líquido como refrigerante. Esta Invención puede aplicarse a cualquier dispositivo de conversión de energía y en particular a accionadores de CA de voltaje medio. La topología eléctrica utilizada en la presente invención es similar a aquellas empleadas en el equipo de conversión del estado actual de la técnica. En la modalidad preferida, se implementa una topología de accionador de CA de nivel múltiple. La pluralidad de inversores y el convertidor se acoplan eléctricamente a través de barras distribuidoras eléctricas y acoplados de manera física a través de sus bases modulares respectivas, y puede compartir un sistema de enfriamiento común conectado a los disipadores térmicos respectivos de cada equipo. La disposición novedosa de la barra distribuidora de interconexión y los componentes de energía, el aislamiento, el sistema de enfriamiento y el filtrado de rayos cósmicos elimina los problemas antes mencionados con los accionadores de CA actuales, en tanto que se permite que el accionador tenga una vida operativa eficiente prolongada, tomando una pequeña cantidad de espacio, es de fácil reparación y se puede colocar en estrecha proximidad al dispositivo de carga que se está accionando. Una descripción más detallada de la presente invención se presenta a continuación, iniciando con una breve descripción de los elementos. En la presente invención, un accionador de CA está conformado de una pluralidad de módulos inversores, los cuales están conectados a un módulo convertidor para crear el accionador de CA, en donde cada uno de los componentes está empacado en una unidad relativamente pequeña que tiene un aparato de enfriamiento. Cada uno de los inversores está hecho de una base modular, un disipador o intercambiador térmico conectado a la base que tiene una pluralidad de interruptores de semiconductor de energía térmicamente acoplados al mismo, una pluralidad de capacitares, una pluralidad de barras distribuidoras eléctricas que conectan los Interruptores de energía a los capacitares, y un medio aislante que encierra o cubre parte o todos los componentes activos, tales como las barras distribuidoras eléctricas. El convertidor es similar en construcción, ya que está hecho de una base modular, una pluralidad de interruptores de semiconductor de energía o diodos, capacitares, un reactor, un disipador o intercambiador térmico, una pluralidad de interruptores automáticos y un material aislante que cubre los componentes eléctricamente activos, tales como las barras distribuidoras.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las ventajas, naturaleza y varias características adicionales de la invención de verán de manera más completa a la consideración de las modalidades ilustrativas de la invención las cuales se establecen de manera esquemática en los dibujos, en los cuales: Las figuras 1A, 1B y 1C muestran una representación diagramática de una modalidad ilustrativa del ensamble Intercambiador térmico que se utiliza con la presente Invención; Las figuras 2A y 2B muestran una representación diagramática de una modalidad ilustrativa alterna del ensamble Intercambiador térmico ilustrado en las figuras 1A, 1B y 1C; Las figuras 3A, 3B y 3C muestran una representación diagramática de una modalidad ilustrativa adicional de un ensamble de intercambiador térmico que se usa con la presente invención; Las figuras 4A y 4B muestran una representación diagramática de una modalidad alternativa del intercambiador térmico mostrado en las figuras 3A, 3B y 3C; Las figuras 5A, 5B y 5C muestran una representación diagramática de una modalidad alternativa de barra distribuidora que funciona en un ensamble inversor de acuerdo con la presente invención; Las figuras 6A, 6B y 6C muestran una representación diagramática de una modalidad ilustrativa de un ensamble inversor de acuerdo con la presente invención; Las figuras 7A, 7B y 7C muestran una representación diagramática de dos ensambles inversores de las figuras 6A, 6B y 6C asegurados entre sí; La figura 8 es una representación diagramática de una modalidad ilustrativa de un ensamble convertidor utilizado con la presente Invención; La figura 9 es otra representación diagramática del ensamble convertidor mostrado en la figura 8; La figura 10 es una representación diagramática de una modalidad ilustrativa de un ensamble microaccionador de CA de acuerdo con la presente invención; y La figura 11 es una representación diagramática del ensamble de microaccionador de CA mostrado en la figura 10 con un sistema de enfriamiento ilustrativo Instalado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se explicará con mayor detalle haciendo referencia a los dibujos que le acompañan, los cuales no limitan el alcance de la invención en forma alguna. Además, se debe observar que aunque la siguiente descripción detallada se relaciona a acclonadores de CA de voltaje medio que varían de 600 hasta 15000 voltios de capacidad, los siguientes conceptos se pueden aplicar a cualesquiera dispositivos de conversión de energía de cualquier nivel de voltaje. Para fines de ilustración, y no como limitante, la modalidad de la presente Invención descrita a continuación es un accionador de entrada de CA de nivel 3, 4160 voltios, 2500 HP y 12 impulsos. Por lo tanto, cualesquiera dimensiones o parámetros específicos o preferidos mencionados a continuación son para dicho accionador y pueden no ser óptimos o preferidos con un accionador que tenga diferentes características operativas, sino que tales dimensiones y parámetros podrán optimizarse en vista de la siguiente descripción. Regresando ahora a las figuras 1A, 1B y 1C, se muestra una modalidad ilustrativa de un ensamble de intercamblador térmico 20 con transistores 30, 32 y un diodo 31 asegurados al mismo. En la modalidad mostrada en esas figuras, el intercambiador térmico es de un tipo enfriado por aire, el cual utiliza aire, u otros gases a fin de proporcionar el enfriamiento al Intercamblador térmico. El ensamble de Intercamblador térmico 20 tiene un bloque condensador de Intercamblador térmico 21 térmicamente conectado a una placa evaporadora 22, la cual en esta modalidad, sostiene los transistores 30 y 32 y el diodo 31. el bloque condensador de intercambiador térmico 21 es una estructura utilizada a fin de permitir que el calor generado por los transistores 30 y 32 y el diodo 31 para ser transferido a un medio de enfriamiento tal como el aire, el cual es pasado a través del bloque condensador 21. El bloque condensador 21 se puede hacer a partir de cualquier material que tenga buenas características de conducción térmica, tal como aluminio, cobre, etc. Además, en las figuras, se muestra un ensamble intercambiador térmico 20 que tiene una serle de conductos o tubos isotérmicos 23 a fin de permitir la transferencia del calor dentro del bloque condensador 21 y después dentro del medio de enfriamiento. Se comprenderá que la configuración del bloque condensador del intercambiador térmico 21 no está limitada a esta configuración, y se puede modificar en cualquier forma o manera a fin de permitir la eficiencia óptima de la transferencia de calor hacia el medio de enfriamiento. Esto es particularmente aplicable dependiendo del medio de enfriamiento que se emplee. Aunque se prefiere el aire como el medio de enfriamiento (para el ensamble mostrado en esas figuras), se pueden usar otros medios, tales como otros gases, agua, anticongelante o aceite, pasándolos a través del bloque condensador 21. Debe observarse además que, en caso de no utilizar el aire como el medio de enfriamiento deben tomarse entonces precauciones adicionales a fin de evitar que el medio de enfriamiento entre a los componentes del accionador de CA. En la modalidad preferida de la presente invención, en el ensamble intercambiador térmico 20, además de los conductos Isotérmicos 23 un apilamiento de aletas 28 componen el bloque condensador 21 (figura 1 B) a fin de proporcionar una superficie térmica adicional para incrementar la eficiencia del ensamble Intercambiador térmico 20. Se prefiere que los conductos isotérmicos 23 y las alteas 28 se hagan a partir de un material conductor, tal como aluminio, cobre, etc. Asimismo se prefiere que las aletas 28 tengan cada una un separador de estabilización 29 colocado entre ellas a fin de evitar que las aletas adyacentes 28 sean dañadas o flexionadas de manera que se comprometan las características térmicas de las aletas 28. Esto se puede hacer a través de cualquier método conocido o comúnmente utilizado, tal como abollonado de las aletas, de manera que los abollonados actúen como separadores o estabilizadores 29. Sin esos estabilizadores 29 es posible que las aletas 28 se flexionen de manera que ni el aire o ningún otro medio de enfriamiento, sería capaz de pasar a través de dos aletas adyacentes 28, reduciendo de esta manera la eficiencia del enfriamiento del intercambiador térmico 20. El uso de esos separadores 29 generalmente está determinado por las condiciones térmicas y/o mecánicas bajo las cuales se usa el accionador CA o a las cuales está expuesto. En caso de existir un amplio margen de enfriamiento o si la sección del bloque condensador está protegida por otros medios mecánicos, de manera que el riesgo de flexión o daño no es una preocupación importante entonces los separadores 29 pueden no ser necesarios. Además, las alteas 28 pueden ser aseguradas a los conductos isotérmicos 23 a través de cualesquiera medios conocidos o utilizados comúnmente, tal como ajuste por fricción, soldadura, soldeo, unión adhesiva, sujetadores, etc. La separación entre las alteas 28 y el espesor de la aleta 28 debe optimizarse para el uso y configuración específicos del accionador de CA, tomando en cuenta el material utilizado, el medio de enfriamiento empleado, la cantidad de transferencia térmica necesaria y el ambiente en el cual se usa el accionador de CA. En la modalidad ilustrativa de la presente invención, se prefiere que el material de la aleta utilizado sea el aluminio, con las aletas 28 que tienen un espesor de 0.050 cm con 22.86 cm de anchura y la longitud determinada por las dimensiones de los transistores y el diodo, y que tiene una separación de 0.317 cm entre las aletas 28, y los conductos Isotérmicos 23 que por lo general tienen un diámetro de 1.90 cm, de manera que seis de los conductos isotérmicos 23 pueden enfriar 3000 Watts de energía térmica a un incremento de temperatura de 50 grados Celsius y a una temperatura ambiente máxima de 40 grados Celsius. Los menores diámetros de conducto Isotérmico producirán menor capacidad de enfriamiento por conducto y mayores diámetros producirán mayor capacidad de enfriamiento. Con los estándares Industriales actuales el rango del diámetro del conducto isotérmico que se puede usar es desde 0.635 cm hasta 3.81 cm. Sin embargo, la presente invención no está limitada al uso de esas dimensiones. Como se estableció previamente, el bloque condensador 21 está térmicamente acoplado a una placa evaporadora 22 la cual es utilizada para montar los transistores y diodos 30, 31 y 32. La placa evaporadora 22 está hecha de manera preferible a partir del mismo material térmicamente conductor que el bloque condensador 21, y podría hacerse por separado y asegurarse al bloque condensador 21 a través de los conductos isotérmicos 23, o se puede formar de manera integral con el bloque condensador 21. Si se usan los conductos isotérmicos 23 se prefiere que los conductos sean asegurados a la placa evaporadora 22 a través de soldadura, en donde los orificios en la placa evaporadora 22 tienen soldadura colocada en ellos y los conductos isotérmicos 23 son insertados de manera que la soldadura se eleva alrededor y sella los conductos isotérmicos 23 dentro de la placa evaporadora 22. Se observa también que para asegurar el uso adecuado de los conductos isotérmicos 23 ninguno de los orificios de sujetador empleados para montar la estructura o los componentes a la placa evaporadora 22 deben coincidir con la ubicación del conducto isotérmico, de otra manera se comprometería la eficiencia de los conductos Isotérmicos 23. El número, forma, configuración y tamaño exactos de los conductos Isotérmicos 23 empleados se determinarán dependiendo de las características y los parámetros de diseño del accionador de CA. En caso de no utilizar los conductos isotérmicos 23, la placa evaporadora 22 puede asegurarse al bloque condensador 21 a través de cualesquiera métodos comúnmente conocidos o utilizados. Sin embargo, la conexión entre el bloque condensador 21 y la placa evaporadora 22 generalmente debe ser de manera que la conductividad térmica desde uno hacia la otra se optimice a fin de proporcionar máxima eficiencia de enfriamiento para el Intercambiador térmico 20. La placa evaporadora 22 puede ser una placa plana simple, como se muestra en las figuras 1A, 1B y 1 C o puede formarse en varias otras configuraciones y formas, tales como rectangular, cilindrica y otras configuraciones. Los transistores y diodos 30, 31 y 32 están motados a la placa evaporadora 22 en cualquier ubicación que permita el óptimo rendimiento del accionador de CA. Esta configuración ayuda a tener un accionador de CA fácilmente manufactu rabie en donde el mismo ensamble de intercambiador térmico 20 se puede utilizar en diferentes accionadores que tienen diferentes ubicaciones, tamaños y configuraciones de transistor. Además, el uso de una placa evaporador agrande 22 tiene una ventaja adicional con respecto al manejo térmico del sistema, que se describirá con mayor detalle más adelante. Los transistores y diodos 30, 31, 32 pueden ser cualesquiera transistores y diodos conocidos o utilizados que sean necesarios para la aplicación particular del accionador de CA. Los transistores mostrados en las figuras 1A, 1B y 1C generalmente son transistores IGBT, aunque la presente invención no está limitada tan solo al uso de esos tipos de componentes eléctricos y cualesquiera otros tipos de componentes conocidos o comúnmente utilizados para accionadores de CA pueden ser sustituidos sin cambiar el alcance o el espíritu de la presente invención. Regresando ahora a las figuras 2A y 2B se muestra una modalidad alternativa de un ensamble de Intercambiador térmico 110 de la presente Invención. A diferencia de la modalidad anterior, esta modalidad no utiliza el bloque condensador de intercambiador térmico 21 sino que emplea una placa de enfriamiento de montaje que funciona como un múltiple (una placa metálica con un pasaje similar a serpentín para los fluidos) formado por el bloque de retorno 35 y una placa de enfriamiento 38 a través de la cual un medio de enfriamiento tal como el aire, gas, aceite, anticongelante, agua, etc., se hace pasar a fin de proporcionar el manejo térmico de los componentes eléctricos 30, 31, 32. En la modalidad mostrada en las figuras 2A y 2B los componentes eléctricos están asegurados a una placa de enfriamiento 38, a través de la cual pasa el medio de enfriamiento, mientras que el bloque de retorno se usa para canalizar el medio de enfriamiento a través de la placa de enfriamiento 38 a fin de formar un pasaje similar a serpentín y para proporcionar la entrada y salida del medio de enfriamiento. El medio de enfriamiento entra generalmente al bloque de retorno 35 a través de un puerto de entrada 36 y sale a través de un puerto de salida 37 hacia un sistema de bomba (no mostrado) para asegurar el flujo constante a través del bloque condensador 35. La configuración exacta de los aspectos internos del bloque de retorno 35 y la placa de enfriamiento 38 se determinarán comúnmente dependiendo de las necesidades y criterios operativos deseados, aunque nuevamente se prefiere que cualesquiera orificios de montaje en el bloque condensador 35 no interfieran con la trayectoria del medio de enfriamiento dentro de la placa de enfriamiento 38. Se debe observar que debido a que esta modalidad no tiene un bloque condensador de intercambiador térmico grande 21, como en las figuras 1A-1C, el espacio sobre el bloque de retorno 35 se puede utilizar para los filtros enfriadores, radiador, bombas, recipientes, etc., del sistema de enfriamiento, sin agregar ningún tamaño adicional significativo al acclonador de CA. De hecho, esta configuración permite utilizar un ensamble de intercambiador térmico enfriado con líquido auto-contenido adyacente a un ensamble de Intercambiador térmico enfriado con aire relativamente con poco cambio en la estructura y operación generales del accionador de CA. Esta capacidad no estaba previamente disponible en la técnica anterior. Las figuras 3A, 3B y 3C muestran otra modalidad adicional de un ensamble de intercambiador térmico de acuerdo con la presente invención. Esas figuras muestran un ensamble de intercambiador térmico 220 que utiliza interruptores de semiconductor de energía no aislados 221, los cuales aunque son de otro tipo de dispositivo eléctrico que se puede utilizar (aquellos que son comúnmente conocidos como interruptores tipo "hockey puck"). Esos dispositivos 221 generalmente pueden manejar mayor energía que los IGBT's, aunque su proceso de enfriamiento no aislado requiere que las placas de montaje (también llamadas placas evaporadoras) 222 conectadas a los dispositivos 221 sean aisladas unas de las otras y del resto del sistema de enfriamiento, como se muestra en las figuras. Por lo tanto, si se utilizan los conductos isotérmicos 23, los conductos isotérmicos 23 conectados a las placas de montaje (también llamadas placas evaporadoras) 222 se aislan eléctricamente de los conductos isotérmicos conectados al bloque condensador de intercambiador térmico 225 a través del uso de separadores de cerámica (u otro material aislante) 224. Esos separadores aislantes 224 proporcionan protección de la corriente eléctrica que fluye hacia el ensamble 220 desde los dispositivos 221.

Loas dispositivos 221 se pueden asegurara a las placas de montaje 222 a través de cualquier método comúnmente conocido o utilizado, aunque los sujetadores (llamados generalmente sujetadores de caja) 226 son recomendados por el fabricante de los dispositivos. Las figuras 4A y 4B muestran una modalidad ilustrativa más de un ensamble de Intercambiador térmico 220A que se puede utilizar con la presente invención. Esta modalidad es similar a aquella mostrada en las figuras 3A, 3B y 3C excepto por que en vez de un bloque condensador abierto 225 se usa un bloque múltiple de enfriamiento cerrado 235, en donde en lugar de pasar un medio de enfriamiento sobre las aletas del bloque condensador 225, el medio de enfriamiento es pasado a través del bloque múltiple 235, que opera de una forma similar a la placa múltiple de enfriamiento 38 y el bloque de retorno 35 mostrados en las figuras 2A y 2B. En esta configuración las placas de montaje (también llamadas placas evaporadoras) 222 no están eléctricamente conectadas al bloque múltiple de enfriamiento 235 sino que son aisladas a través del uso de los conductos isotérmicos 223 y separadores aislantes 224. Esta configuración es generalmente preferida cuando se utiliza un medio de enfriamiento líquido y los dispositivos eléctricos son de un tipo no aislado o los llamados dispositivos del tipo "hockey puck". Esto se debe a que las placas de montaje 222 se mantienen separadas en tanto que están térmicamente acopladas al bloque múltiple de enfriamiento 235. En esas figuras también se muestran las barras distribuidoras eléctricas 229 y el aislante 230 los cuales son utilizados para interconectar los dispositivos 221. Las diferentes modalidades de los intercambiadores térmicos de la presente invención funcionan por tener el calor generado a través de dispositivos eléctricos (ya sea IGBT o no IGBT) que pasa hacia una estructura de montaje (también llamada placa evaporadora cuando se utilizan los conductos isotérmicos) y dentro de un múltiple Intercambiador térmico (también llamado bloque condensador cuando se usan conductos isotérmicos) y hacia una fuente de fluido de enfriamiento (cualquiera que sea la configuración) y después dentro de un medio de enfriamiento (cualquiera que se seleccione). Además, la configuración antes descrita para los distintos ensambles de intercambiador térmico son compactos y relativamente fáciles de manejar, lo cual permite que cada módulo de un accionador de CA (es decir, el inversor, el convertidor) tenga su propio método o sistema de enfriamiento independiente y separado, y como tal permitiría que los módulos tengan diferentes métodos de enfriamiento utilizados en el mismo ensamble de accionador de CA. Por ejemplo, un accionador de CA. Por ejemplo, un accionador de CA se puede hacer en donde todos los inversores utilizados en la modalidad mostrada en las figuras 1A-1C, que usan enfriamiento por aire, mientras que el convertidor emplea las modalidades mostradas en las figuras 2A-2B. Las figuras 5A, 5B y 5C ilustran un ensamble parcial de un inversor 100 de acuerdo con la presente invención. Aunque el inversor mostrado emplea un ensamble de intercambiador térmico 20 como se ilustra en las figuras 1A, 1B y 1C, la presente invención no está limitada a dicha configuración y cualquiera de las modalidades de Intercambiador térmico previas se puede emplear sin alterar el alcance de la presente invención. Se debe observar que el accionador de CA de la presente invención comprendería una pluralidad de inversores 100, típicamente el número sería de tres, aunque puede variarse dependiendo del tipo de aplicación para la que se vaya a utilizar el accionador de CA. El inversor 100, de la presente invención, se fija en una base modular 10 lo cual permite que todos los componentes del inversor sean mecánicamente asegurados a la base 10. Además, la base está diseñada de manera que puede asegurarse fácilmente a (o separarse de) un componente adicional del accionador de CA, tal como un inversor adicional 100 o convertidor 200. Las bandejas 10 de los componentes adyacentes (es decir Inversores/convertidores) se pueden asegurar unas a las otras a través de cualquier método conocido o utilizado de manera común, tales como pernos, tornillos, remaches, etc. Como se estableció con anterioridad, si se prefiere que se utilice un método de sujeción que permita que un ensamble de inversor 100 o convertidor 200 sea retirado del accionador de CA con relativa facilidad. Por ejemplo, removiendo simplemente el ducto de aire que involucra al bloque condensador del ensamble de intercambiador térmico 20 y los cuatro pernos en las cuatro esquinas de la base modular 10 (si se utilizan pernos), el inversor 100 puede ser retirado desde la parte superior o desde un lado, dependiendo de la característica de acoplamiento en la base modular 10. Esto reducirá en gran medida la cantidad de tiempo y el esfuerzo necesarios para reemplazar un componente. El ensamble intercambiador térmico 20 se puede asegurar a la bandeja 10 a través de métodos conocidos o usados. Por ejemplo, las abrazaderas de montaje 25 se pueden emplear para asegurar el ensamble 20 a la bandeja 10, en donde las abrazaderas 25 son aseguradas con pernos, tornillos, remaches, etc. Unida a cada bandeja 10 está una abrazadera de capacitor 15 la cual puede ser asegurada en forma mecánica a la bandeja o hacerse integral con la bandeja 10. La abrazadera 15 proporciona soporte para un banco de capacitores 60, que tiene un número de capacitares 61 , 62. Cualesquiera capacitares de energía conocidos o utilizados comúnmente 61, 62 se pueden incorporar con la presente invención, sin afectar la operación de la misma. Los capacitares utilizados deben ser del tipo de baja inductancla (el tipo utilizado en la modalidad preferida tiene valores de inductancia menores de 30 nano Henry) y son capaces de resistir corriente con fluctuaciones elevadas. La modalidad preferida utiliza capacitares no polarizados, de película de polietlleno rellenada con aceite o gas que están clasificados a 4000 voltios y 550 microfaradios para operación a 4160 voltios tales como los capacitares de Energía de Corriente Directa Montena. Asegurada también a la abrazadera de capacitor 15 está un área de conexión 80 la cual está configurada para conectar el inversor 100 para cualquier aplicación o uso que se desee. La conexión de todos los transistores y/o diodos 30, 31 y 32 (y otros componentes eléctricos importantes) son barras distribuidoras eléctricas 50, 55, 70, 75, 50A, 55A, 70A y 75A. Las barras distribuidoras transportan la corriente eléctrica hacia y desde, todos los componentes eléctricos importantes (y hacia los inversores y convertidores adjuntos). Las barras distribuidoras de la presente invención se describen de manera más precisa como barras distribuidoras de baja inductancia balanceadas y, el inversor de la modalidad ilustrativa mostrada es un puente inversor de multlnivel. Un puente inversor de multinivel tiene una distribución de trayectoria de corriente eléctrica más compleja que aquel de dos niveles. Los interruptores de semiconductor y los diodos no están limitados a un tiempo determinado para un voltaje de operación máximo. Las topologías de multlnivel se usan para lograr mayores voltajes de salida del dispositivo de conversión de energía al conectar de manera efectiva los Interruptores de semiconductor de energía en serie y por lo tanto multiplicar su capacidad de voltaje por el número de interruptores conectados en serie. En la presente invención, la distribución mecánica de los interruptores y los diodos está definida para evitar los máximos de intensidad de corriente. Las barras distribuidoras eléctricamente conductoras conectan los Interruptores y los diodos de tal manera que cada campo electromagnético generado por las corrientes eléctricas en el circuito es contrarrestado de manera instantánea y en forma precisa, tanto en magnitud como en fase. Esto es lo que se conoce como barra distribuidora de baja inductancia balanceada. Permite campos eléctricos distribuidos de manera uniforme y la reducción al mínimo de la inductancia de dispersión de la trayectoria de corriente eléctrica, por lo que también se reduce al mínimo las perturbaciones transitorias de voltaje al momento de desconectar los interruptores. Esas características son de particular importancia en los dispositivos de voltaje medio a fin de reducir al mínimo los efectos de la descarga parcial, la fatiga por aislamiento y eliminando de esta manera la necesidad de supresores de perturbaciones transitorias de voltaje. La inductancia en este tipo de sistema se puede determinar a través de la siguiente fórmula: L = [31.9*(D + SD)*(L)]/[(W)] En donde: L es la inductancia total de la barra distribuidora conductora, D es el espesor dieléctrico entre las barras distribuidoras paralelas W es la anchura de la barra distribuidora conductora, L es la longitud de la barra distribuidora conductora, y SD es la profundidad es la profundidad pelicular del paso de corriente dentro de la barra distribuidora conductora debido al efecto pelicular a alta frecuencia y definida por SD = 1/[ (7tF M N)]. En donde F es la frecuencia de la corriente eléctrica; M es la permeabilidad magnética del metal y N es la conductividad del metal. Por ejemplo para el cobre SD = 2.6/[VF].

Como se puede observar, la inductancia es directamente proporcional al espesor dieléctrico. En esta invención la reducción de D, el espesor dieléctrico se hace posible debido a la eliminación de aire por vacío y/o inmersión del ensamble de barra distribuidora dentro de un medio aislante que mantiene alejados el aire, la humedad y los contaminantes. Esto se describirá con mayor detalle a continuación. Las barras distribuidoras se hacen a partir de cualquier material eléctricamente conductor, tal como cobre, aluminio, acero, etc. Sin embargo, en la modalidad ilustrativa mostrada se prefiere el aluminio. El uso del aluminio sirve para proporcionar mayores valores de resistencia por centímetro que otros materiales, tales como el cobre, lo cual ayuda a amortiguar eléctricamente el sistema de accionador de CA. Aunque la forma y dimensiones de las barras distribuidoras se pueden cambiar según sea necesario para las diferentes configuraciones que están contempladas, o para colocación de transistor alterno, existen ciertos aspectos de la geometría de las barras distribuidoras que son importantes para la operación óptima de la presente invención. En la modalidad preferida, el espesor de las barras es de 0.317 de un cm, y aunque la anchura de la barra distribuidora puede variar, se prefiere que al anchura de las barras distribuidoras sea significativamente mayor que el espesor de las barras distribuidoras (referirse a la fórmula de inductancia anterior). Además, no deberá haber esquinas o bordes afilados en las barras distribuidoras. Las barras distribuidoras poseen típicamente bordes redondeados, para ayudar a reducir los efectos adversos de la concentración de campo eléctrico. Las barras distribuidoras generalmente se forman también tan cortas como sea posible a fin de reducir la inductancia (hacer referencia a la fórmula de inductancia anterior) y para mejorar las características de manufactura y ensamble de las barras. Los efectos de potenciales de alto voltaje son bien conocidos e incluyen el efecto de corona debido a la ionización de gases alrededor de terminales y barras distribuidoras eléctricamente activas. La forma de las terminales eléctricamente activas expuestas puede exacerbar el efecto de corona que extiende de manera efectiva la trayectoria de conductividad de la terminal metálica dentro de los gases circundantes tales como el aire, y debilitamiento paulatino de la barrera de aislamiento colocada entre las terminales de diferente potencial eléctrico. El efecto de corona puede ocasionar la ruptura del aislamiento. En la presente invención, la aplicación del aislamiento se realiza para reducir de manera sustancial el efecto de corona. Además, la Ionización de las moléculas de aire en bolsas entre los materiales de aislamiento puede ocasionar lo que se conoce como el fenómeno de descarga parcial. Este fenómeno ocasiona que las cargas eléctricas se descarguen dentro de las bolsas de aire que liberar calor intenso en la forma de un arco eléctrico. Finalmente, después de la descarga repetida, o formación de arco, dentro de la bolsa de aire, el rastro de carbono formará un puente a través de la bolsa de aire. La formación de arco y la generación de rastro de carbono, deteriora las capas aislantes entre las barras distribuidoras u otros dispositivos eléctricamente activos con el paso del tiempo. Tanto el efecto de corona como la descarga parcial son exacerbados por muchos factores, incluyendo: (1) superficies de conductor con bordes afilados, en particular cuando se exponen al aire, con la descarga parcial que Incrementa la cantidad de las cargas para un espesor de aislamiento determinado; (2) cavidades o grietas llenas de aire o gas circundadas por lo menos parcialmente por el uso de materiales aislantes o conductores; (3) espacios llenos de aire o gas entre la superficie plana de los conductores y materiales aislantes; y (4) pequeñas áreas expuestas en materiales aislantes que tienen menor resistividad de superficie que las áreas circundantes. En la modalidad preferida, las barras distribuidoras se pulen antes del ensamble para remover cualesquiera y todos los defectos que puedan existir en la superficie de las barras distribuidoras, lo cual ayuda a optimizar el rendimiento de las barras distribuidoras y ayuda a reducir la concentración del campo eléctrico tanto como sea posible. Las figuras 5B y 5C muestran la barra distribuidora de interconexión de baja inductancla balanceada para un puente inversor de tres niveles implementado de acuerdo con la presente invención. En esas figuras se muestra cada lado del intercambiador térmico 20, incluso aunque en esta modalidad los lados son simétricos (lo cual no tiene que ser siempre el caso). En la modalidad mostrada, la pata del puente se divide en dos partes: la mitad positiva y la mitad negativa. Como se muestra en las figuras 5B y 5C, se usa un lado para el flujo de corriente positiva mientras que el otro se emplea para el flujo de corriente negativa. En la modalidad preferida, la distribución de los interruptores de semiconductor de energía 30, 31 , 32 se hace de manera que la trayectoria de corriente instantánea está bien determinada. La siguiente descripción se referirá a lo que se muestra en la figura 5B que exhibe la mitad positiva de un tercio del puente inversor de tres niveles, aunque podría ser el mismo para 5C que exhibe la mitad negativa de un tercio del puente Inversor de tres niveles. En la configuración mostrada, el sistema incluye un interruptor IGBT 32, un diodo 31 y un segundo interruptor IGBT 30. Debido a que la corriente del interruptor 30 siempre está encendida ya sea que el diodo 31 o el interruptor estén o no encendidos, se prefiere ubicar este interruptor 30 más lejos del banco de capacitares 60. El banco de capacitares 60 está compuesto de dos capacitares colocados de lado a lado, uno que sirve a la mitad positiva y el otro a la mitad negativa de un tercio del puente inversor de tres niveles. (Debe observarse que las ubicaciones de esos componentes pueden cambiarse según sea necesario dependiendo de la configuración deseada sin alterar el alcance de, o afectar la presente invención). Junto al interruptor 30 está el diodo 31 el cual transporta la corriente neutra, y junto al diodo 31 está el interruptor 32 el cual transporta la corriente positiva (o la corriente negativa, mostrada en la figura 5C). El interruptor 32 está conectado a las terminales de capacitor 61 a través de la barra distribuidora eléctrica 55 y al diodo 31 y el interruptor 30 a través de la barra distribuidora 50. Si el interruptor 32 es encendido y el diodo 31 es apagado entonces la corriente va desde las terminales del capacitor 61 hacia el interruptor 32 en las terminales 63, después a través del interruptor 32 a través de la terminal 64 y pasa el diodo 31 hacia la terminal 65 en el interruptor 30. La corriente pasa entonces a través del interruptor 30 y sale de la terminal 66 y regresa a la barra distribuidora de retorno 70, la cual regresa hacia el banco de capacitares 60 tan lejos como sea razonablemente posible (entre las barras distribuidoras 50, 55 y 75) a fin de reducir la inductancia general del sistema. En esta configuración, la corriente que sale de las terminales de capacitor 61 , a lo largo de las barras distribuidoras 50, 55 retorna en una trayectoria paralela hacia los capacitares 61 en la barra distribuidora 70. Esta trayectoria paralela cercana tiende a cancelar (o reducir en gran medida) el campo magnético generado por el paso de la corriente a través de las barras distribuidoras conductoras tanto en magnitud como en fase y, por lo tanto, reduce la inductancia general del sistema. Cuando el interruptor 32 se apaga, el diodo 31 se enciende y conduce la corriente desde las terminales de capacitor 62 a través de la barra distribuidora 75 hacia la terminal 67 del diodo 31, a través del diodo 31 y fuera del diodo 31 en la terminal 68 hacia el interruptor 30 por medio de la barra distribuidora 50. La corriente entonces pasa a través del interruptor 30 y fuera del interruptor 30 en la terminal 66 de regreso hacia el banco de capacitares 60 a lo largo de la barra distribuidora 70, creando de nuevo la trayectoria de corriente paralela cercana que reduce al mínimo la inductancia de barra distribuidora. Si la barra distribuidora 70 que se usa para transportar la corriente hacia el motor (no mostrado) o cualquier otro dispositivo que sea operado por el acclonador a través de una conexión 69 hacia la barra distribuidora. Se observa también que en esta configuración, durante los ciclos anteriores (ya sea que el interruptor 32 este encendido o apagado), la inductancia del sistema será muy similar, ya que la barra distribuidora de retorno 70 está ubicada en la mitad de las dos barras distribuidoras (50, 55 y 75, respectivamente), asegurando por lo tanto que las barras distribuidoras activas están equidistantes durante la operación. Se observará que se prefiere de manera general que las porciones de las barras distribuidoras que están paralelas entre sí no tengan orificios de unión o defectos de cualquier clase en las porciones paralelas de las barras distribuidoras para ayudar a optimizar el rendimiento de la barra distribuidora. La conexión eléctrica entre las barras distribuidoras y los componentes eléctricos (diodo, capacitares e interruptores) se debe hacer por medio de pestañas 51-54, 56-59 de las barras distribuidoras. Se prefiere que las pestañas 51-54, 56-59 sean integrales con la porción paralela de las barras distribuidoras 50, 55, 70, 75 para optimizar la transferencia de la corriente eléctrica desde las barras distribuidoras hacia el diodo, los transistores y los capacitares. Además, se prefiere que las barras distribuidoras estén aseguradas a los capacitores, transistores y diodos en ángulos rectos. Esta configuración reduce al mínimo la cantidad de inductancia generada por las barras distribuidoras en los puntos de contacto para los dispositivos eléctricamente activos. Además, para mantener la inductancia en un nivel mínimo. Los ángulos de pestaña en donde se aseguran las barras distribuidoras deben ser tan pronunciados como sea posible. Esto asegurará que las porciones paralelas de las barras distribuidoras permanezcan tan cerca una de la otra como sea posible a medida que se aproximan a las conexiones. Las barras distribuidoras 50, 55, 70 y 75 de la presente invención se intercalan a cada lado de un aislante 10 y 41. Los aislantes 40 y 41 se pueden hacer a partir de cualquier material aislante no conductor tal como mica prensada, Teflón, hojas de poliéster, fibras u hojas de aramida y otros materiales aislantes sintéticos similares. Sin embargo, se prefiere utilizar una mica laminada para las barras distribuidoras de voltaje CA debido a sus características óptimas con respecto a la prevención de la descarga parcial entre las barras distribuidoras, en tanto que un material de aramida, tal como Nomex®, se prefiere de manera general para las barras distribuidoras de voltaje CD. Con respecto a las barras distribuidoras de voltaje CA 50, 55, 70 y 75 de la presente invención, aunque en los accionadores de CA existentes el espesor de un aislante puede ser tan grande como de 5.08 cm a fin de evitar los problemas del efecto de Corona (es decir formación de arco) debido a los aspectos novedosos de la presente invención (los cuales se describirán de manera adicional en lo sucesivo) el espesor de los aislantes 40, 41 puede ser tan bajo como de 0.050 cm (aunque será mayor para extremos superiores del espectro de voltaje medio). El tipo de material de aislamiento utilizado determinará el espesor requerido para un nivel de voltaje determinado. Por ejemplo, en una modalidad preferida de la presente invención, el espesor es por lo general de aproximadamente 0.152 cm a fin de proporcionar protección y longevidad adicionales. Este espesor reducido reduce en gran medida la inductancia entre las barras distribuidoras paralelas y, en la modalidad preferida, se logra una inductancia de 30 nano Henry por metro con un barra distribuidora de aluminio de 10.16 cm de ancho por 0.317 cm de espesor con aislante de mica de 0.152 cm de espesor entre las barras distribuidoras. Debido a que la inductancia de las dos barras distribuidoras con campos opuestos está directamente relacionada con la distancia del espacio entre las barras distribuidoras, el uso de un aislante muy delgado crea una reducción significativa en la inductancia general, y permite una reducción Importante en el tamaño general del accionador de CA. Además, en los accionadores de CA actuales existe la necesidad de tener el aislante extendido de manera significativa más allá de los bordes de las barras distribuidoras para aumentar al máximo el aislamiento entre las barras distribuidoras debido a que están expuestas al aire. Debido a la configuración novedosa de la presente invención, la cual se volverá más evidente en la siguiente descripción, no es necesario hacer que el aislante se extienda de manera significativa más allá de los bordes de las barras distribuidoras. Sin embargo, debe observarse que se prefiere que los aislantes 40, 41 se extiendan por lo menos alguna distancia desde el borde de las barras a fin de proporcionar las características adecuadas de protección y tolerancia al daño agregada. Al hacer que los aislantes 40, 41 se extiendan más allá de lo requerido asegura que las reparaciones en el campo o en el sitio del aislante no son críticas, por lo que no se requiere el reemplazo del aislante completo si se rompe o retira una pequeña porción de borde. Regresando ahora a las figuras 6A, 6B y 6C se muestra de manera sustancialmente completa un inversor 100 de acuerdo con la presente invención. En esas figuras, se puede observar que los componentes eléctricamente activos del inversor 100 están sellados de la atmósfera externa, a través de un material aislante 90 y un alojamiento protector 95. El material aislante 90 cubre comúnmente todos, o sustancialmente todos, los dispositivos eléctricamente activos (es decir, interruptores, diodos, conexiones de capacitor, y barras distribuidoras) para sellarlos de la atmósfera nociva o el aire. Aunque puede utilizarse cualquier material aislante no conductor, tal como un gas, aceite, o gel no conductor, se prefiere de manera general que se emplee un compuesto encapsulado. El compuesto encapsulado 90 puede ser cualquier aislante no conductor conocido o utilizado de manera común, aunque de preferencia es un compuesto en base a silicona RTV. Se prefiere también que el compuesto tenga por lo menos alguna de las siguientes características: Viscosidad de resina como se vertió - 20,000 cps, Dureza, Shore A - 28, Resistencia a la Tracción - 1,014 psi, Alargamiento a la Ruptura - 600%, Resistencia al Desgarramiento - 170 Ibs/inch, y Contracción lineal - menos del 1%.

Un ejemplo de dicho aislante que se puede utilizar es Elastocil® 4601 , fabricado por Wacker Chemie GMBH por sus excelentes características de capacidad de reparación. También sería deseable cualquier otro compuesto en base a silicona que tenga características similares o equivalentes. El uso del compuesto encapsulado 90 alrededor de los componentes anteriores, impide que la totalidad, o casi la totalidad, del aire u otros gases nocivos, a los que normalmente estarían expuestos esos componentes, hagan contacto con esos componentes. Esta remoción del aire o gases les impide que actúen como un conductor, y como tal se evita la ocurrencia del efecto de corona y la descarga parcial. Debido a esto todos los componentes eléctricamente activos se pueden colocar muy cerca unos de otros, en tanto que en la técnica anterior tendrían que haberse mantenido a una distancia relativamente grande unos de otros, incrementando por lo tanto el tamaño del accionador. El aislante 90 es rociado, vertido o de otra manera aplicado, utilizando procesos conocidos, sobre y alrededor de los componentes de tal manera que penetre sustancialmente en todas, o casi todas, las bolsas de aire y espacios en y/o alrededor de los dispositivos eléctricamente activos. La presencia de cualquier cantidad sustancial de aire o atmósfera permitiría la ocurrencia de los efectos adversos relacionados con tener dispositivos de alto voltaje unos cerca de los otros a los que esta dirigida la invención para reducirlos o eliminarlos en gran medida. Otro aspecto benéfico del compuesto anterior 90, y sus equivalentes, es su capacidad de remoción de los componentes eléctricos cuando son necesarias las reparaciones, ya que después del curado del compuesto aislante de silicona puede cambiar de una consistencia líquida a una similar a gel con una cantidad variable de firmeza. Es deseable tener tan poca adhesión como sea posible entre el compuesto 90 y los componentes cuando se retira el compuesto para las reparaciones. Esto reducirá el tiempo y los costos de reparación. Se debe observar también que los compuestos de silicona preferidos no son susceptibles a muchos de los problemas que se pueden presentar en los accionadores de CA de voltaje medio. Por ejemplo, los compuestos de silicona son resistentes a los transitorios de alto voltaje y las tensiones que los acompañan, las fuerzas magnéticas, variaciones y niveles de temperatura, y tensión dieléctrica de alto voltaje sin fatiga o falla. Además, el compuesto de silicona mantiene su integridad ante cualquier condición ambiental, sin importar la altitud, temperatura, humedad, calidad del aire, etc. Asimismo, debido a que el aire es retirado del contacto con, los componentes eléctricos, no hay necesidad de acondicionar o filtrar el aire a fin de evitar cualesquiera efectos adversos del contacto del aire con las barras distribuidoras y otros componentes. Los accionadores de CA se enfrían al hacer pasar aire sobre los componentes eléctricos expuestos, requiriendo por lo tanto filtrado y controles ambientales sustanciales para el sistema de enfriamiento.

Esto hace prohibitivo el uso de los accionadores actuales en aplicaciones rigurosas. De manera adicional, el compuesto encapsulado 90 transfiere y absorbe el calor, igual o incluso mejor, que el aire, permitiendo por lo tanto la transferencia de calor desde las barras distribuidoras y otros componentes eléctricos dentro del compuesto, el cual es transferido después ya sea dentro de la placa evaporadora 22 del ensamble disipador térmico 20 o emitido a través de la superficie del compuesto encapsulado 90 hacia el recinto 95 y después hacia el aire. Por lo tanto, no hay pérdida en las características de manejo térmico del accionador de CA. Como se muestra en las figuras 6A-6C, el compuesto encapsulado 90 llena una porción significativa del espacio del inversor 100 en donde las barras distribuidoras 50, 55, 70 y 75 hacen contacto con el diodo 31 , los transistores 30, 32 y los capacitares 61 , 62. De hecho, aunque puede no ser necesario, se prefiere que el compuesto encapsulado 90 cubra por lo menos todos esos componentes de manera que se evita que el aire haga contacto con esos componentes. Cuando el compuesto se utiliza para cubrir las terminales de los capacitares 61, 62 la altura de esas terminales se puede reducir, permitiendo por lo tanto que los capacitares tengan menor inductancla Interna. Sin embargo, si el compuesto 90 no se usa para cubrir esos puntos de contacto, se mantendrán entonces los requerimientos del fabricante para los espacios libres de los capacitares 61 , 62. El compuesto encapsulado 90 se aplica de manera común para cubrir casi toda la superficie de la placa evaporadora 22 a fin de proporcionar la máxima superficie de transferencia térmica posible entre el compuesto 90 y el ensamble intercambiador térmico 20. De manera adicional, se prefiere que el compuesto encapsulado 90 sea Instalado sobre el inversor 100 como una sola pieza, y no en secciones para asegurar su integridad, y que el compuesto 90 tenga un espesor de manera que el menor daño no comprometería sus características protectoras. Además de proporcionar la protección adecuada, el uso de un recubrimiento más espeso del compuesto permitirá que el compuesto proporcione soporte mecánico para las barras distribuidoras 50, 55, 70 y 75 amortiguando las vibraciones mecánicas y eliminando por lo tanto la necesidad de muchos componentes estructurales adicionales que existen en los accionadores de CA actuales para sostener las barras distribuidoras en su lugar. La configuración exacta y las dimensiones externas del compuesto 90 se pueden variar dependiendo de la configuración y las características del accionador y los componentes utilizados. En la modalidad ilustrada en las figuras 6A a 6C el compuesto 90 tiene por lo general un espesor de por lo menos 2.54 cm que circunda todos los componentes de alto voltaje cubiertos a fin de permitir voltajes de operación de hasta 4,160 VCA RMS. El espesor se optimizará principalmente para la cantidad de voltaje que se va a aplicar, así como las consideraciones de espacio, costo y peso. Para ayudar a reducir el costo del compuesto 90 se considera además que un relleno dieléctrico (tal como pellas u otros espacios) se pueden utilizar en el compuesto 90 a fin de reducir la cantidad general del volumen del compuesto utilizado sin comprometer sus características benéficas. Aunque el compuesto 90 se muestra en las figuras siguiendo de alguna manera el contorno de los componentes y las barras distribuidoras (existe una saliente en donde se ubican las barras distribuidoras) se puede usar un bloque sólido que tiene lados planos. Dicha configuración puede ser deseable para aplicación cuando la protección adicional de la silicona sería necesaria como en el caso de voltajes mayores de 15,000 V. en las figuras 1C, 2B, 3A-3C y 4A se usa una línea punteada para mostrar un encerramiento Ilustrativo del compuesto 90 alrededor de los componentes eléctricamente activos con respecto a los ensambles intercambiadores térmicos. En las figuras 6A-6C se muestra también un alojamiento de compuesto 95. El alojamiento 95 se agrega a fin de proporcionar protección adicional para los componentes y el compuesto 90 y para ayudar a que el compuesto 90 retenga su forma. En algunas aplicaciones, y con algunos compuestos, puede no ser necesario el utilizar un alojamiento 95, aunque se prefiere. El alojamiento 95 puede hacerse a partir de cualquier material conocido o utilizado en forma común, tal como plástico, metal, compuesto de carbono, etc. Sin embargo, se prefiere que el alojamiento 95 esté hecho a partir de un material que proporcione protección electrostática y electromagnética adicional para los componentes internos. Además, la integridad estructural del alojamiento 95 debe hacerse para acoplar el tipo del aislante o compuesto 90 utilizado. La presente invención considera utilizar cualquier material eléctrica y ambientalmente aislante a fin de proteger los componentes eléctricos y evitar los efectos adversos por tener contacto del aire con los componentes eléctricos de alto voltaje (por ejemplo el efecto de corona). Los ejemplos incluyen el uso de gases puros tales como el nitrógeno, aceites, geles, compuestos encapsulados de silicona, o inclusive un vacío). Todos esos métodos aislantes remueven de manera sustancial el aire y/o sellan la atmósfera de los componentes de alto voltaje e impregnan cualesquiera espacios abiertos en y alrededor de los mismos, permitiéndoles ser colocados en estrecha proximidad unos con los otros. Cuando se usa alguno de estos, tales como el nitrógeno, aceites o un vacío, debe fabricarse el alojamiento 95 para que sea capaz de mantener la integridad del aislante (por ejemplo, ser capaz de mantener un vacío). Debido a la dificultad y los costos involucrados en la fabricación de dicho alojamiento se prefiere utilizar un aislante que no tenga estrictos requerimientos de contención, tales como los compuestos que tienen las características de material preferidas antes mencionados, los cuales pueden mantener su propia integridad. Con respecto al compuesto aislante dieléctrico 90 que se utiliza, aunque puede usarse el compuesto aislante 90 de una parte, dos partes, tres partes de silicona o similar, se prefiere que el compuesto aislante 90 que se utiliza, sea "desgasificado" antes de su instalación en el inversor 100. Cuando se mezclan los compuestos frecuentemente se ocasiona la introducción de burbujas de aire y gas dentro de la mezcla, si esas burbujas de aire permanecieran en el compuesto aislante 90 cuando se coloca sobre el inversor 100, al operación del sistema se vería afectada de manera adversa ya que el aire haría contacto con los componentes y las barras distribuidoras, ocasionando por lo tanto problemas similares a los de los accionadores de CA actuales. Además, cuando se usa el acclonador de CA de la presente invención para el rango de mayor voltaje del espectro de voltaje medio, se prefiere que el compuesto aislante 90 sea "sometido a vacío" después de su aplicación. Esencialmente este proceso permite la aplicación del compuesto aislante 90 al inversor 100 (o cualquier otro componente) y colocar todo el componente en una cámara de vacío de algún tipo, en tanto que el compuesto aislante 90 aún se está fijando. Mientras se fija el compuesto aislante 90, la presión de aire en la cámara se reduce, permitiendo por lo tanto que cualquier aire remanente en la mezcla, o remanente entre los componentes y el compuesto aislante 90 sea retirado desde el compuesto aislante 90 y/o el inversor. Esto asegurará que se eviten los efectos adversos del aire, incrementando por lo tanto en gran medida la vida operativa y la eficiencia del accionador de CA y permitiendo que los componentes del inversor 100 se coloquen más cerca de fin de reducir la Inductancia creada, y reducir por lo tanto el tamaño general del acclonador de CA mismo. Se observará también que en las aplicaciones en donde el accionador de CA estará operando en los menores rangos de voltaje, el proceso de "formación de vacío" no es necesario ya que las cargas eléctricas y las fuerzas no son críticas. De manera adicional, se prefiere que el compuesto aislante 90 sea aplicado al ensamble Inversor 100 mientras el compuesto aislante 90 está aún en la forma líquida. En la forma líquida, antes del curado, el compuesto de silicona tiene muy poca tensión de superficie, y esto permite que el compuesto 90 impregne el aislante 40, y/o cualesquiera otros pequeños espacios en y alrededor de las barras distribuidoras, removiendo por lo tanto el aire que existe en cualesquiera espacios y reemplazándolo con el compuesto aislante 90. En la modalidad preferida, esta impregnación se mejora con formación de vacío de todo el módulo inversor 100 antes de aquella.

Cuando se fabrica un inversor 100 (o cualquier otro componente comparable) de acuerdo con la presente invención se prefiere que se proporcione primero una fuerza de sujeción para intercalar las barras distribuidoras 50, 55, 70 y 75 y los aislantes 40, 41 tan estrechamente como sea posible, en tanto que se mantiene la relación paralela entre las barras distribuidoras superiores e inferiores. Una vez que se completa el ensamble de barra distribuidora, el ensamble se instala dentro del Inversor 100 y se prueba para asegurar que no hay problemas de aislamiento del voltaje. El aire, gases, humedad, contaminantes, etc., generalmente son descargados desde las barras distribuidoras y los componentes utilizando una cámara de vacío calentada a fin de descargar todos los contaminantes adversos desde los componentes. Posteriormente (o durante la etapa de limpieza) la unidad es encapsulada con el compuesto aislante 90 como se describió y estableció anteriormente (dependiendo del compuesto y método utilizados). La cantidad y tamaño del encapsulado debe ser tal que proporcione la protección adecuada contra el aire y otros elementos nocivos y a fin de brindar un nivel de conductividad térmica desde la superficie de los componentes hasta el ensamble de disipador térmico 20, y a través de la superficie externa del compuesto aislante 90 hacia los recintos 95. Debido a que el compuesto aislante se aplica en forma líquida, es más fácil colocar el compuesto aislante 90 dentro de las áreas pequeñas de los componentes eléctricos a fin de eliminar todo el aire o gas. Para este propósito se prefiere de manera general que el compuesto aislante 90 utilizado tenga una baja tensión de superficie cuando está en forma líquida para permitir que el compuesto aislante penetre dentro de todos los espacios requeridos. De manera alternativa, a fin de crear la impregnación adicional del compuesto aislante 90 dentro del aislante 40, y otros componentes, pude agregarse presión al compuesto aislante 90 después de que es sometido a vacío (a través de presión mecánica o presión atmosférica), a fin de forzar el material de compuesto adicional dentro de cualesquiera bolsas de aire. El compuesto 90 puede ser curado después a temperatura ambiente o a cualquier temperatura recomendada para el compuesto particular utilizado. Una vez que este proceso se completa el componente (por ejemplo, el inversor 100) debe ser probado de nuevo. En este punto todo, o casi todo el aire ha sido removido del contacto con los componentes críticos, tales como las barras distribuidoras lo cual permite que las barras distribuidoras sean colocadas muy cerca unas de otras, reduciendo por lo tanto la inductancia, y permitiendo también una reducción importante en el tamaño general del accionador de CA.

Además, no existe la preocupación de que la calidad del aire o las condiciones atmosféricas en una ubicación particular afectarían de manera adversa el accionador de CA, debido a que el aire no hace contacto con los componentes de alto voltaje. Esto reduce en grana medida los costos de filtración y acondicionamiento del aire, y permite que el accionador de CA sea colocado directamente adyacente a las máquinas a las que controlaría, sin requerir de demasiado espacio y sin necesitar un enrutado eléctrico significativo. De manera adicional, algunos componentes requeridos en los accionadores de CA, tales como las empaquetaduras de fricción, ya nos son necesarios. Las figuras 7A, 7B y 10 muestran dos módulos de inversor 100 de la presente invención asegurados entre sí como lo estarían en la modalidad ilustrativa de un accionador de CA de conformidad con la presente invención. Como se estableció con anterioridad, las bandejas 10 de los módulos 100 están aseguradas unas a otras a través de cualquier método conocido o utilizado de manera común que permitiría la fácil remoción de un módulo 100 de los otros para reparación. En esas figuras se muestra también un dispositivo filtrador de rayos cósmicos 96 montado en el exterior del alojamiento 95. Como se muestra en esas figuras, el compuesto encapsulado o aislante 90 y el alojamiento 95 son configurados o aplicados de tal forma que siguen de manera efectiva el contorno de los componentes, proporcionando por lo tanto la porción de saliente en donde se ubican las barras distribuidoras, y sobre la cual se puede colocar el filtro de rayos cósmicos 96.

Los efectos de los rayos cósmicos sobre los interruptores de semiconductor de energía se descubrieron de manera accidental, y aún no se comprenden con total certeza. Los fabricantes de dispositivos de conversión de energía descubrieron que sus productos fallaban en forma prematura cuando utilizaban los semiconductores dentro de sus clasificaciones de voltaje. Esos interruptores de semiconductor de energía fallarían de una manera que indicaba la ruptura de un aislamiento de sustrato de semiconductor. El vínculo de esas fallas con los rayos cósmicos surgió debido a los dispositivos de conversión utilizados bajo tierra, a aproximadamente 91.20 metros, no estuvieron sometidos a los mismos rangos de falla. Las pruebas adicionales con interruptores semiconductores de energía alimentados bombardeados por aceleradores de partículas ocasionaron el mismo efecto que aquellos observados en los productos que operan en la superficie de la tierra. La solución presentada por los fabricantes de semiconductores fue reducir la capacidad del voltaje de operación de un semiconductor de energía tal como el IGBT (Transistor Bipolar de Puente Aislado) hasta aproximadamente sesenta por ciento de su capacidad de voltaje clasificada. El límite de voltaje está definido por los procesos estáticos. Asimismo, el polletlleno se ha utilizado en dispositivos de naves espaciales tripuladas a fin de proteger el equipo y a las personas de los efectos de las partículas emitidas por el sol en particular durante las tormentas solares. Esas partículas son más grandes en comparación con aquellas de los llamados rayos cósmicos.

Los rayos cósmicos son partículas subatómicas de alta energía que son emitidas por los cuerpos celestes. Algunos tipos de partículas pueden pasar a través de toda la sección transversal de la tierra en tanto que otras se disipan cuando hacen contacto con los materiales sobre y dentro de la tierra. Esta disipación de energía y la recombinación subatómica pueden ocasionar efectos adversos en los sistemas biológicos (células) y eléctricos (dispositivos semiconductores). La presente invención incluye un filtro de rayos cósmicos 96 que se puede agregar para incrementar la utilización de voltaje del semiconductor. Para contener esas partículas, o inhibir en gran medida sus efectos adversos en los sistemas eléctricos de la presente invención, se prefiere que el filtro 96 esté hecho de plomo o material similar, el cual cubre los interruptores de semiconductor de energía tales como el IGBT. El recipiente o alojamiento protector electrostático o electromagnético 95 está diseñado para circundar estrechamente a los interruptores de semiconductor de energía, y crear una saliente 97 en donde se inserta un bloque de plomo recubierto con polietileno para absorber las partículas subatómicas grandes y pequeñas de los rayos cósmicos. En la modalidad preferida de la presente invención, la sección transversal del bloque de plomo es de por lo menos 5.08 cm de espesor y el recubrimiento de polietileno es de por lo menos 1.27 cm llenando el espacio sobre la saliente 97. En realidad, el uso de cualquier cantidad de material tal como plomo reducirá los efectos de los rayos cósmicos, mediante filtrado, y el espesor mínimo de 5.08 cm se basa en la experimentación para lograr la vida útil del semiconductor de energía adecuada cuando se incrementa el voltaje aplicado o incrementar su expectativa de vida útil cuando se usa con el voltaje de operación recomendado por el fabricante. Debe observarse que la colocación de los filtros 96 mostrados en esas figuras asume que el ensamble accionador de CA se ubicará en su superficie de montaje (piso) como se muestra, por lo que no es necesaria la protección del filtro 96 en los lados inferiores de las salientes 97 (ya que los rayos cósmicos nocivos proviene desde el cielo y no a través de la tierra). Sin embargo, es posible tener el accionador de CA asentado vertical (en su lado). En este caso, los filtros 96 serían ubicados en cualquier lado de la saliente 97, en el lado superior del alojamiento 95, para proporcionar la protección adecuada de los componentes internos del accionador. De manera alternativa, los filtros 96 pueden ser encapsulados en el compuesto encapsulado antes del curado del compuesto 90. Con la presente invención, los dispositivos de conversión de energía de pequeño volumen tales como los Inversores 100 se crean permitiendo el uso de un bloque de tamaño razonable de plomo recubierto con polietileno, que ajusta en la abertura entre los módulos inversores 100, a fin de proteger los Interruptores de semiconductor de energía de los efectos de los rayos cósmicos y permitir además que el voltaje aplicado sea mayor que el sesenta por ciento recomendado hasta aproximadamente setenta y cinco por ciento del voltaje clasificado del interruptor. Por ejemplo, con las configuraciones de accionador de CA actuales un IGBT de 3,300V no puede operar a 1,900V al nivel de superficie de la tierra. Con la presente invención el voltaje de operación se podría elevar a 2,500V, por ejemplo. Las figuras 8 y 9 muestra un ensamble convertidor 200 el cual se usará en un voltaje de CA entrante en un voltaje de CD de manera que puede manipularse y convertido de nuevo a un voltaje CA de amplitud variable y frecuencia variable en los inversores 100. La manufactura del convertidor 200 es similar a aquella de la manufactura del inversor 100, como se describió con anterioridad. El convertidor 200 incluye de manera general una base modular 210 que tiene un ensamble de abrazadera de capacitor 215, que es similar en construcción a la base 10 y la abrazadera de capacitor 15 del inversor 100. La base 210 típicamente elaborada a partir de los mismos materiales que la base 10, y es capaz de conectarse fácilmente a o desconectarse de la base del inversor 10. Esto asegura que los aspectos modulares de la presente invención, permitiendo por lo tanto que varias porciones del acclonador de CA sean retiradas o instalada con facilidad sin costo significativo o pérdida del tiempo de operación. El convertidor 200 incluye también un banco de capacitares 260, similar a aquel en el inversor 100. De manera adicional, el convertidor 200 incluye un reactor 280, un subensamble de alto voltaje 240 y un subensamble conector 230. Además, de manera muy similar al inversor 100, antes descrito, el convertidor 200 tiene un ensamble intercambiador térmico 220. El ensamble Intercambiador térmico 220 mostrado en esas figuras es similar a aquel presentado en las figuras 3A-3C, aunque puede ser cualesquiera de las configuraciones antes descritas, dependiendo del método de enfriamiento deseado, y los componentes eléctricos utilizados. Se debe observar que un accionador de CA de acuerdo con la presente invención generalmente utilizará componentes modulares (por ejemplo, los Inversores 100 y los convertidores 200) que tienen sistemas de intercambiador térmico compatibles o similares. Esto permitirá el fácil reemplazo y reparación de los módulos de inversor/convertidor, permitiendo que un reemplazo sea Insertado rápidamente para reemplazar un componente retirado. Además, se considera que los distintos sistemas de intercambiador térmico se pueden utilizar para diferentes módulos en un ensamble de accionador de CA individual. Cuando se usa esta configuración es preferible que el tamaño y la forma generales de los ensamble de intercambiador térmico sean similares para mantener los aspectos compactos y accesibles de la presente invención. Al Igual que con los inversores 100, el convertidor 200 tendrá el compuesto encapsulado 90 cubriendo cualesquiera y todos los componentes de alto voltaje en el sistema de Intercambiador térmico y en las conexiones del banco de capacitares. Como se muestra en las figuras 8 y 9 del recipiente 91, en el cual se asienta el ensamble de intercambiador térmico 220 es llenado de manera sustancial con el compuesto aislante 90 a fin de proporcionar las protecciones necesarias a través del uso del aislante 90. Comúnmente el mismo proceso como se describe para el inversor 100 se utiliza para aplicar el compuesto aislante 90. Es decir para eliminar la mugre, los contaminantes, la humedad y el aire en una cámara de vacío calentada y aplicar el compuesto aislante 90 en la forma líquida durante o antes de este proceso. El compuesto aislante 90 se aplica típicamente para cubrir todos los componentes de alto voltaje y las barras distribuidoras. Se observa que los métodos de aislamiento previamente descritos con respecto a los ensambles inversores 100 aplican de igual manera para el ensamble convertidor 200. De manera adicional, el filtro de rayos cósmicos 96 de la figura 7B podría aplicarse también en este caso a fin de proteger los componentes de semiconductor de alto voltaje del convertidor 200. Las figuras 10 y 11 muestran un accionador de CA ensamblado 1000 de acuerdo con la presente invención, en donde hay tres inversores 100, y un solo convertidor 200, y un sistema de enfriamiento común 1100. Como se observó previamente, y como se puede ver en esas figuras, el aspecto modular de la presente invención proporciona la ventaja que un solo inversor 100 puede ser retirado y reemplazado con facilidad en el ensamble de accionador de CA 1000 sin costo significativo o tiempo de paro, aunque los elementos de esta invención podría utilizarse en un accionador de CA no modular de tal manera que los componentes de alto voltaje y las barras distribuidoras de los tres módulos inversores y el módulo convertidor estaría dentro de un solo recinto. Además, se observa que debido al hecho de que el aire no se usa para enfriar las barras distribuidoras y los componentes eléctricos del accionador 1000 se puede emplear casi cualquier sistema de enfriamiento comúnmente conocido o utilizado 1100. En la figura 11 se ilustra un sistema de enfriamiento de ducto de aire forzado 1100, aunque se observa que se pueden usar otros medios de enfriamiento tales como aceite y agua. En caso de utilizar aceite (o cualquier otro líquido), este (o el líquido) no atacará químicamente ni degradará el compuesto aislante 90 empleado para sellar los componentes eléctricos en caso de que parte de éste gotee en la parte superior del recinto 95. Además, debido a los beneficios del uso del compuesto aislante para eliminar la exposición al aire de los componentes de alto voltaje, no es necesario el control ambiental elaborado o sistema de filtrado para controlar la calidad del aire utilizado para enfriar el accionador de CA. Ya que los componentes de alto voltaje son herméticos al aire, el flujo de aire que contiene una cantidad significativa de contaminantes tales como polvo de carbón (como un ejemplo) podría pasar a través de los bloques condensadores sin afectar de manera adversa la operación del accionador. Se comprende por supuesto que aquellos con experiencia en la técnica pueden hacer variaciones, modificación o diferencias a partir de las modalidades preferidas de la invención sin apartarse del espíritu y alcance de la invención que se están limitados solamente por las siguientes reivindicaciones.

Claims (30)

REIVINDICACIONES

1. Un accionador de CA de voltaje medio, el accionador que comprende: un convertidor; y por lo menos un inversor, en donde dicho por lo menos un inversor comprende: un intercambiador térmico, por lo menos un transistor térmicamente acoplado al intercambiador térmico, por lo menos un capacitor, una pluralidad de barras distribuidoras eléctricas que acoplan el transistor al capacitor en los puntos de contacto ubicados respectivamente en el transistor y el capacitor, y un aislante aplicado a por lo menos una de dichas barras distribuidoras eléctricas, que cubre todos los puntos de contacto entre dicha por lo menos una de las barras distribuidoras eléctricas y el transistor de manera que por lo menos una de las barras distribuidoras eléctricas y los puntos de contacto entre los transistores y la barra distribuidora estén sustancialmente sellados de la atmósfera.

2. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las barras distribuidoras eléctricas son de aluminio.

3. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos dos de las barras distribuidoras eléctricas están en una relación sustancialmente paralela una con la otra y tienen un aislante colocado entre ellas.

4. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque cada una de las barras distribuidoras paralelas tiene pestañas que se extienden desde las mismas para acoplar eléctricamente las barras distribuidoras a los transistores.

5. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque cada una de las barras distribuidoras paralelas está conectada al transistor de manera que las barras distribuidoras paralelas están en ángulos rectos hacia los transistores.

6. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el aislante es mica laminada.

7. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el aislante impregna por lo menos una superficie de dicho aislante para remover el aire desde dicha por lo menos parte de la mencionada superficie.

8. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aislante es en base a sillcona.

9. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aislante es una silicona RTV.

10. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el aislante tiene una dureza Shore A de aproximadamente 28.

11. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aislante cubre todas las barras distribuidoras y todos los puntos de contacto entre las barras distribuidoras eléctricas y los transistores de manera que todas las barras distribuidoras y todos los puntos de contacto entre las barras distribuidoras y los transistores son sellados sustancialmente de la atmósfera.

12. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el intercambiador térmico comprende un miembro plano al que se acoplan térmicamente los transistores, y en donde el aislante cubre sustancialmente a todo el miembro plano.

13. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aislante está en un estado desgasificado.

14. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además un sistema de enfriamiento que hace pasar un medio de enfriamiento a través del intercambiador térmico.

15. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el medio de enfriamiento es aire.

16. El accionador de CA de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aislante cubre todas las barras distribuidoras y todos los puntos de contacto de manera que dichas barras distribuidoras y todos los puntos de contacto son sustancialmente sellados de la atmósfera.

17. Un ensamble inversor para uso en un accionador de CA, el inversor que comprende: un intercambiador térmico, una pluralidad de transistores térmicamente acoplados al intercambiador térmico, una pluralidad de capacitares, y una pluralidad de barras distribuidoras eléctricas que acoplan los transistores a los capacitares en los puntos de contacto respectivamente ubicados en cada uno de los transistores y los capacitares, en donde sustancialmente todas las barras distribuidoras eléctricas y todos los puntos de contacto entre las barras distribuidoras eléctricas y los transistores son cubiertos con un aislante de manera que sustancialmente todas las barras distribuidoras eléctricas y los puntos de contacto entre los transistores y las barras distribuidoras son sustancialmente sellados de la atmósfera.

18. El inversor de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque las barras distribuidoras eléctricas son de aluminio.

19. El Inversor de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque por lo menos dos de las barras distribuidoras eléctricas están en una relación sustancialmente paralela una con la otra y tienen un aislante colocado entre ellas.

20. El inversor de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque cada una de las barras distribuidoras paralelas tiene pestañas que se extienden desde las mismas para acoplar eléctricamente dichas barras distribuidoras a los transistores.

21. El inversor de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque cada una de las barras distribuidoras paralelas está conectada a dichos transistores de manera que las barras distribuidoras paralelas están en ángulo recto con los transistores.

22. El Inversor de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el aislante es mica laminada.

23. El inversor de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el aislante impregna por lo menos parte de una superficie de dicho aislante para remover el aire desde dicha por lo menos parte de la mencionada superficie.

24. El inversor de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el aislante es en base a silicona.

25. El inversor de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el aislante es una silicona RTV.

26. El inversor de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el aislante tiene una dureza Shore A de aproximadamente 28.

27. El Inversor de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el aislante cubre todas las barras distribuidoras y todos los puntos de contacto entre las barras distribuidoras eléctricas y los transistores de manera que todas las barras distribuidoras y todos los puntos de contacto entre las barras distribuidoras y los transistores son sustancialmente sellados de la atmósfera.

28. El inversor de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el Intercambiador térmico comprende una placa evaporadora a la cual se acoplan térmicamente los transistores, y en donde el aislante cubre sustancialmente toda la placa evaporadora.

29. El inversor de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el aislante está en un estado desgasificado.

30. El inversor de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el aislante cubre todas las barras distribuidoras y todos los puntos de contacto de manera que todas las barras distribuidoras y todos los puntos de contacto están sustancialmente sellados de la atmósfera.