SU1601659A1 - Pulsed heavy-current semiconductor commutator - Google Patents

Pulsed heavy-current semiconductor commutator Download PDF

Info

Publication number
SU1601659A1
SU1601659A1 SU884606367A SU4606367A SU1601659A1 SU 1601659 A1 SU1601659 A1 SU 1601659A1 SU 884606367 A SU884606367 A SU 884606367A SU 4606367 A SU4606367 A SU 4606367A SU 1601659 A1 SU1601659 A1 SU 1601659A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
groups
current
switch
semiconductor elements
elements
Prior art date
Application number
SU884606367A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Арсений Павлович Башун
Евгений Николаевич Иванов
Станислав Рюрикович Петров
Original Assignee
Истринский Филиал Всесоюзного Электротехнического Института Им.В.И.Ленина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Истринский Филиал Всесоюзного Электротехнического Института Им.В.И.Ленина filed Critical Истринский Филиал Всесоюзного Электротехнического Института Им.В.И.Ленина
Priority to SU884606367A priority Critical patent/SU1601659A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1601659A1 publication Critical patent/SU1601659A1/en

Links

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к коммутирующим устройствам, собираемым на основе полупроводниковых приборов таблеточного типа и может примен тс  в сильноточных импульсных элетрофизических и технологических установках. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей коммутатора путем увеличени  коммутируемых токов, снижени  реактивного сопротивлени  коммутатора и увеличени  его надежности. Коммутатор содержит цепочку полупроводниковых элементов 1 собранных в столб и закрепленных в металлическом корпусе 7 с помощью фланцев 10, тарельчатых пружин 3, прижимных винтов 11. Элементы 1 разбиты на две группы 2, электрически соединенные через центральный токоподвод 6. Концы столба с помощью торцового токопровода 5 соединены с корпусом 7. 2 ил.The invention relates to electrical engineering, in particular, to switching devices assembled on the basis of tablet-type semiconductor devices and can be used in high-current pulsed electrical and technological installations. The purpose of the invention is to enhance the functionality of the switch by increasing the switched currents, reducing the reactance of the switch and increasing its reliability. The switchboard contains a chain of semiconductor elements 1 assembled into a pole and fixed in a metal case 7 by means of flanges 10, cup springs 3, clamping screws 11. Elements 1 are divided into two groups 2 electrically connected through a central current lead 6. The ends of the column using an end current conductor 5 connected to the housing 7. 2 Il.

Description

коммутатора и увеличени  его надежности , Коммутатор.содержит цепочку „полупроводниковых элементов 1, соб- ранных в столб и закрепленных в металлическом корпусе 7 с помощью фланцев 10, тарельчатых пруткин 3, прижимных винтов 11. Элементы 1 разбиты на две группы 2, электрически соединенные через центральный токопод- вод 6. Концы столба с помощью торцового токопровода 5 соединены с корпусом 7 . 2 ил.switch and increase its reliability, the switch. contains a chain of “semiconductor elements 1 assembled in a pole and fixed in a metal case 7 with the help of flanges 10, dish-shaped prutkin 3, clamping screws 11. Elements 1 are divided into two groups 2 electrically connected through central current lead-water 6. The ends of the column are connected to housing 7 by means of the face current-conducting conductor 5. 2 Il.

I Изобретение относитс  к электро технике , в ч.астности к коммутирующимI The invention relates to electrical engineering, in particular to switching

устройствам, собираемым на основе по-  devices collected on the basis of

jлупроводниковых приборов таблеточногоj tablet semiconductor

типа, и может примен тьс  в сильно1точных импульсных электрофизическихtype, and can be used in highly accurate pulsed electrophysical

iи технологических установках, I Цель изобретени  - расширение i and technological installations, I Purpose of the invention - expansion

функционси.ьных возможностей коммута;тора путем увеличени  коммутируемыхthe functionality of the switch; torus by increasing the switched

токов и снижени  реактивного сопро1тивлени  коммутатора и увеличение наI дежности,currents and a decrease in reactive resistance of the switch and an increase in reliability;

i На фиг, 1 изображена предлагаема  i конструкда  полупроводникового ком- I мутатора; на фиг. 2 - возможна  конструктивна  схема подключени  ком- ; мутатора к источнику и шгрузке, i Конструкци  полупроводникового коммутатора содержит столб, собран- ный из полупроводниковых элементов 1,i Fig. 1 shows the proposed i construction of a semiconductor commutator I; in fig. 2 - constructive connection scheme is possible; the mutator to the source and load, i The design of a semiconductor switch contains a column assembled from semiconductor elements 1,

который разделен на две группы /. ; Группы содержат равное количество согласно включенных полупроводнико- i вых элементов и соединены встречно. г Столб вместе с тарельчатыми пружина- ми 3 контактньм дисками А с присо единенными к ним гибкими торцовыми which is divided into two groups. ; Groups contain an equal amount according to the included semiconductor i elements and are connected in opposite directions. d Column together with cup springs 3 contact disks A with flexible end faces attached to them

токоподводами 5 в виде симметрично : расход 1 9-1хс  лучей и с зажатым междуcurrent leads 5 in the form of symmetrical: flow 1 9-1хс rays and with clamped between

гр-- ппа1.И центральным токоподводом Ь,gr - ppa1. And the central current lead b,

выполненным в виде диска с симметрично рас-код прнис  , установлен made in the form of a disk with symmetrically ras-code prnis installed

коаксча ьно внутри полого металличес кого цилиндра 7, имеющего в стенкеcoaxcha inside the hollow metal cylinder 7, having in the wall

окна- дл  вьгаода лучей центрального токойодвода. Столб электрически изолирован от цилиндра слоем 8 изол ции Цилинд может быть выполнен монолит windows - for the discharge of the rays of the central current. The pole is electrically isolated from the cylinder with a layer of 8 insulation. Cylind can be made of a monolith

НЫМ или СОСТаВНЬ М из двух 1ЩЛИНДРОВ,NYM or STRUCTURE M of two 1CHLINDERS,

соедлненньос торцами„ К торцам цилиндра с помощью болтов.9 присоединены фланцы 10, снабженные винтами 1Ь Гбеспе-вдвшощнми регулировку контактного нажа-га . Токоподвод щие провод подклк, к лучам центрального токоподвода 6, токоотвод нре - к сткам цдлиндра симметрично межд.у токо- подвод ищми.Connecting the ends “To the ends of the cylinder, by means of bolts, 9 are attached flanges 10, equipped with screws 1b Gbespés, in addition to the adjustment of the contact pressure. Current lead wires podklk, to the beams of the central current lead 6, current lead not to the stems of the cylinder symmetrically between the current supply and the search.

Дл  удобства подключени  токоотво- проводов на стенках цилиндра могут быть установлены присоединительные накладки 12 (фиг. 2). Схема управлени  полупроводниковыми элементами может быть размещена в контейнере , закрепленном на стенке иилиндра .For convenience of connecting the current leads to the cylinder walls, connecting plates 12 can be installed (Fig. 2). The control circuit of the semiconductor elements can be placed in a container mounted on the wall or cylinder.

Коммутатор работает следующим образом .The switch works as follows.

Коммутируемый ток втекает в коммутатор через лучи центрального токоподвода 6, равномерно делитс  между двум  группами 2, протекает через контактные диски 4, торцовые токопод- воды 5, образующим цилиндра 7 и дале по токоотвод щим проводам, которые присоединены к боковой поверхности цилиндра симметрично между лучами центрального токоподвода. Таким образом , при включении коммутатора в коммутируемую цепь две группы полупроводниковых элементов оказываютс  соединенными параллельно.The switched current flows into the switch through the beams of the central current lead 6, is evenly divided between two groups 2, flows through the contact disks 4, the end current to the water 5 forming the cylinder 7 and distantly through the connecting wires that are connected to the side surface of the cylinder symmetrically between the beams of the central current supply. Thus, when switching a switch into a switched circuit, two groups of semiconductor elements are connected in parallel.

Коаксиальна  конструкци  коммутатора и параллельное подсоединение групп полупроводниковых элементов обеспечивают его малую индуктивность и примерно вчетверо меньшее реактивное сопротивление по сравнению с известной конструкцией.The coaxial design of the switch and the parallel connection of groups of semiconductor elements ensure its low inductance and approximately four times lower reactance as compared with the known construction.

Z R,/R, .Z R, / R,.

j,g f эквивалентна  частота изменени  полного тока, протекающего в столбах; |Uj- магнитна  проницаемостьj, g f is equivalent to the frequency of change of the total current flowing in the columns; | Uj- magnetic permeability

среды;environments;

К - внешний радиус цилиндра; R,- внутренний радиус нллиндра; 1 - длина столба полупроводниковых элемер тов.K is the outer radius of the cylinder; R, is the internal radius of the nllinder; 1 is the length of the column of semiconductor elements.

Благодар  выполнению торцовых и центрального токоподводов в виде симметрично расход п 51хс  лучей с подключением токоподвод п(их проводов к лучам центрального токоподвода обеспечиваетс  равномерное распределение плотности тока по площади полупроводниковых элементов, а коаксиальна  конструкци  коммутатора предотвращае возникновение эффекта близости. Параллельное соединение двух групп полупроводниковых элементов при устранении эффекта близости позвол ет увеличить коммутируемый ток в 2,2-3,4 раза по сравнению с известным устройством (в 1,1-1,7 раза за счет устранени  э(}х|)екта близости и еще в 2 раза за счет параллельного включени  групп) . Между токами, про TeKarouifiNOi в двух группах полупроводниковых элементов, индуктивна  св зь отсутствует и при нарастании одного из токов не возникает ЭДС, преп тствующей нарастанию.второго. С другой стороны, при зад ержке включени  одной из групп элементов реактивное сопротивление коммутатора возрастает вдвое, что ограничивает ток, протекающий через включенную группу, способствует выравниванию токов в параллельно включенных группах и увеличивает надежность коммутатора.By making the end and center current leads symmetrically, the flow rate of 51xC rays is connected with a current lead n (their wires to the central current lead beams evenly distribute the current density over the area of semiconductor elements, and the coaxial switch design prevents the appearance of a proximity effect. eliminating the proximity effect allows to increase the switched current 2.2-3.4 times in comparison with the known devices ohm (1.1-1.7 times due to elimination of e (} x |) close proximity and another 2 times due to parallel connection of groups.) Between the currents, about TeKarouifiNOi in two groups of semiconductor elements, inductive coupling is absent and when one of the currents increases, there is no EMF preventing the buildup. Secondly, on the other hand, when one of the groups of elements is delayed, the switch reactance doubles, which limits the current flowing through the switched on group and helps level the currents in the parallel connected groups and increases the reliability of the switch.

При работе коммутатора в режиме одиночных импульсов тока длитель- ностьро - 10 с, что соответствует услови м работы сильноточных импульсных электродинамических и технологических установок, применени специальных теплоотводов неэффективно , поскольку выдел ема  в полупроводниковом элементе теплова  мо цност в сотни раз превышает тепловую мощность , которую могут отвести тепло- отводы известных конструкцией, в том числе известной. В импульсном режиме работы допустима  длительность импульса коммутируемого тока определ етс  из паспортного значени  джоулева интеграла дл  выбранного типа полупроводниковых элементов.When the switch operates in the mode of single current pulses, the duration is 10 s, which corresponds to the operating conditions of high-current pulse electrodynamic and technological installations, the use of special heat sinks is inefficient, since the heat power generated in the semiconductor element is hundreds of times higher than the thermal power remove heat from a known construction, including a known one. In a pulsed mode of operation, the permissible duration of a switching current pulse is determined from the passport value of the Joule integral for the selected type of semiconductor elements.

Пример подключени  к коммутатору кабельной опл- новки, обеспечивающе й симметричное распределение ког гмути- руемого тока между двум .группамиAn example of connecting to the switchboard of cable installation, providing a symmetrical distribution of the coiled current between two groups

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

полупроЬодниковых приборов, представлен на фиг. 2. Жилы токоподвод щих кабелей подключены к лучам центрального токоподвода 6, а жилы токоотвод - к присоединительным накладкам 12. Оплетки всех кабелей соединены электрически посредством металли- ческой трубы 13, изолированной от жил кабелей и коммутатора слоем 14 изол ции оsemiconductors, shown in FIG. 2. The conductors of the power cables are connected to the beams of the central current lead 6, and the lead wires to the connecting plates 12. The braids of all cables are electrically connected by means of a metal pipe 13 insulated from the cores of the cables and the switch by insulating layer 14

Сравнение с известным устройством показывает что предлагаемый коммутатор позвол ет в 2,2-3,4 раза увеличить коммутируемый ток, обладает меньшим (приблизительно в 4 раза) реактивньм сопротивлением при вклю- в цепь.,  вл етс  более надежным за счет более равномерного распределени  тока между группами.Comparison with the known device shows that the proposed switch allows a switchable current to be increased by a factor of 2.2-3.4, it has a lower (approximately 4 times) reactive resistance when it is switched on in the circuit. It is more reliable due to a more uniform current distribution between groups.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Импульсный сильноточный полупро- BOAFiHKOBbM коммутатор, содержаи51й Д1епочку полупроводниковых элементов таблеточного типа, вьлолненную в виде груп п, включенньк встречно и соб- в столб, установленнньй в крепежном каркасе с помоо(ью фланцев, тарельчатых и прижимных винтов , о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем увеличени  коммутируеьшгх токов и уменьшени  peaKTKBiioro сопротивлени  коммутатора увеличени  его надежности, цепочка полупроводниковых элеь ентов выполнена в-виде двух групп, состо ни х из равного числа элементов, группы электрически соединены между собой через дополнительно вводенньш центральный токопровод, выполненный в виде диска с симметрично расход щимис  лучаьш, а крепежный каркас выполнен в виде полого металлического цапиндра, с окнами на боковой поверхности лл  вывода лучей центрального токоподвода, цилиндр электрически изолирован от столба и механически соединен с фланцами, а электрически посредством торцовых токоподводов в , виде расход  п йс  лучей соединен с концами столба.Pulsed high-current semi-BOAFiHKOBbM switchboard, containing a D1-cell of semiconductor elements of tablet type, made in the form of groups; y and, in order to expand functionality by increasing switching currents and reducing peaKTKBiioro switch resistance, increasing its reliability, the chain of semiconductor elements is made in the form of two groups, states and an equal number of elements, the groups are electrically interconnected through an additionally introduced central conductor, made in the form of a disk with symmetrically diverging rays, and the fixing frame is made in the form of a hollow metal cap, with windows on the side surface of the output beam of the central current lead, the cylinder is electrically isolated from column and mechanically connected to the flanges, and electrically by means of end current leads in the form of flow rate of the rays is connected to the ends of the pole. Фиг:2Fig: 2
SU884606367A 1988-11-21 1988-11-21 Pulsed heavy-current semiconductor commutator SU1601659A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884606367A SU1601659A1 (en) 1988-11-21 1988-11-21 Pulsed heavy-current semiconductor commutator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884606367A SU1601659A1 (en) 1988-11-21 1988-11-21 Pulsed heavy-current semiconductor commutator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1601659A1 true SU1601659A1 (en) 1990-10-23

Family

ID=21409805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884606367A SU1601659A1 (en) 1988-11-21 1988-11-21 Pulsed heavy-current semiconductor commutator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1601659A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1385159, кл. 11 01 L 25/02, 1986. Авторское свидетельство СССР № 989619, кл. 11 01 L 25/00, 1981. Ю 3 Ю п *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5812966B2 (en) vacuum switch
EP0170489B1 (en) Heating devices
SU1601659A1 (en) Pulsed heavy-current semiconductor commutator
US3949337A (en) Self-induction device for generating harmonics
GB1189249A (en) Improved Electrical Circuit Breaker Device
GB1133270A (en) Improvements in or relating to electric cables
WO2008034271A2 (en) Encapsulated electrical valve module
EP0181955B2 (en) Electric connector
SU1476630A1 (en) Cooler for heat-releasing equipment
SU1367055A1 (en) Method of connecting winding tap with input of h.v. induction apparatus
SU1218421A1 (en) Resistor set
RU2601958C1 (en) Signalling current-collecting device
SU1632939A1 (en) Single-phase installation for graphitization of carbon products
RU2370869C1 (en) Current-collecting device
SU1293764A1 (en) Device for overvoltage protection
SU1481872A1 (en) High-voltage semiconductor switch
SU1181065A1 (en) Lead-in device for electric machine
US2515983A (en) Line choke coil
SU1149446A1 (en) Short network for three-phase six-electrode electric arc furnace with rectangular pot
SU675504A1 (en) Overhead power transmission line
US2515984A (en) Line choke coil
RU2123737C1 (en) Gas-insulated high-voltage current transformer
SU748564A1 (en) Sealed contact-based relay
SU1089767A1 (en) Electric heater for fluid medium
SU1653137A1 (en) Current pulse generator