SU957449A1 - Cabinet for radio electronic equipment,primarily high-voltage semiconductor converter with forced cooling - Google Patents

Cabinet for radio electronic equipment,primarily high-voltage semiconductor converter with forced cooling Download PDF

Info

Publication number
SU957449A1
SU957449A1 SU813298100A SU3298100A SU957449A1 SU 957449 A1 SU957449 A1 SU 957449A1 SU 813298100 A SU813298100 A SU 813298100A SU 3298100 A SU3298100 A SU 3298100A SU 957449 A1 SU957449 A1 SU 957449A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cabinet
semiconductor elements
cooling
heat pipes
capacitors
Prior art date
Application number
SU813298100A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Соломонович Лабковский
Анатолий Александрович Ткаченко
Анатолий Николаевич Свидерский
Тамара Константиновна Котляревская
Исай Иосифович Фейгельман
Анатолий Геннадиевич Курский
Original Assignee
Производственное Объединение "Хэмэ"
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 Производственное Объединение "Хэмэ" filed Critical Производственное Объединение "Хэмэ"
Priority to SU813298100A priority Critical patent/SU957449A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU957449A1 publication Critical patent/SU957449A1/en

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)

Description

Изобретение относится к полупроводниковой. преобразовательной технике высоких напряжений, в частности к устройствам для охлаждения высоковольтного полупроводникового преобразователя, и может быть использовано в электроприводах различного назначения, а также как источник питания.The invention relates to a semiconductor. high voltage converter technology, in particular to devices for cooling a high-voltage semiconductor converter, and can be used in electric drives for various purposes, as well as as a power source.

Известен шкаф высоковольтного вентильного преобразователя, содержащий стандартные вентильные блоки, установленные в каркасе этажным способом. Блоки имеют воздушные охладители, на поверхности которых они закреплены [1^ .Known cabinet high-voltage valve Converter, containing standard valve blocks installed in the frame floor method. The units have air coolers, on the surface of which they are fixed [1 ^.

Недостаток описанного шкафа его большие габариты, низкий коэффициент использования объема, а так^ же невозможность повышения эффективности его охлаждения, что не позволяет увеличить нагрузку по току для тиристоров.The disadvantage of the described cabinet is its large dimensions, low volume utilization coefficient, as well as the impossibility of increasing its cooling efficiency, which does not allow increasing the current load for thyristors.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является шкаф для радиоэлектронной аппаратуры,преимущественно высоковольтного полупроводникового преобразователя с принудительным охлаждением, содержащий корпус прямоугольной формы с верхним и нижним основаниями, размещенные в нем полупроводниковые с элементы с охладителями, выполненными в виде тепловых трубок, испарители которых зажаты между полупроводниковыми элементами с возможностью образования нескольких парал1Q лельных столбов, размещенных по глубине шкафа, а конденсаторы электрически изолированы от испарителей и выполнены 'с продольными ребрами, и охлаждающий.элемент, установленный со стороны одного из оснований 15 шкафа [2] .The closest technical solution to the proposed one is a cabinet for electronic equipment, mainly a high-voltage semiconductor converter with forced cooling, containing a rectangular case with upper and lower bases, semiconductor housings with elements with coolers made in the form of heat pipes, the evaporators of which are sandwiched between semiconductors elements with the possibility of the formation of several parallel Q columns, placed along the depth of the cabinet, and condensate The orors are electrically isolated from the evaporators and are made with longitudinal fins, and a cooling element installed on the side of one of the bases of the cabinet 15 [2].

Однако в этом шкафу для охлаждения тиристоров требуется достаточно высокая напорная характеристика вентиляционной шахты из-за последовательного обдувания тиристоров в столбе одним охлаждающим потоком, что создает неравномерность их охлаждения и высокое гидравлическое сопротивление потоку. Другим недостат25 ком является низкий коэффициент использования объема шкафа, обусловленный сочетанием цилиндрической формы тиристорного столба и прямоугольной форьы корпуса и других 30 деталей шкафа, а также из-за пот ревности в дополнительном объеме шкафа для размещения сборной ошиновки.However, in this cabinet, for cooling the thyristors, a sufficiently high pressure characteristic of the ventilation shaft is required due to the sequential blowing of the thyristors in the column with one cooling stream, which creates an uneven cooling and high hydraulic resistance to the flow. Another drawback of 25 com is the low utilization of the cabinet volume, due to the combination of the cylindrical shape of the thyristor column and the rectangular front of the case and the other 30 cabinet parts, as well as due to perspiration in the additional cabinet volume to accommodate the busbar assembly.

Цель изобретения - повышениеэффективности охлаждения и плотности компоновки.The purpose of the invention is improving cooling efficiency and density.

Эта цель достигается тем, что в .5 шкафу для радиоэлектронной аппаратуры, преимущественно высоковольтного полупроводникового преобразователя с принудительным охлаждением, содержащем корпус прямоугольной фор- 10 мы с верхним и нижним основанием, размещенные в нем полупроводниковые элементы с охладителями, выполненными в виде тепловых трубок, испарители которых зажаты между полупроводник $ ковыми элементами с.возможность# образования нескольких параллельных столбов, размещенных по глубине корпуса, а конденсаторы электрически изолированы от испарителей и выполне-?п ны с продольными -рёбрами, и охлаж- υ дающий элемент, установленный со стороны одного из оснований шкафа, конденсаторы тепловых трубок охладителей . ориентированы в одной плоскости, пер--,, пендикулярной основаниям корпуса, и направлены в сторону охлаждающего элемента, а ряда параллельных столбов полупроводниковых элементов и испарителей тепловых трубок охладителей расположены поэтажно, параллельно ос-^° нованиям корпуса.This goal is achieved by the fact that in .5 a cabinet for electronic equipment, mainly a high-voltage forced-cooling semiconductor converter, containing a rectangular housing with 10 upper and lower bases, semiconductor elements placed in it with coolers made in the form of heat pipes, evaporators which are sandwiched between the semiconductor $ c elements c. the possibility of # the formation of several parallel columns placed along the depth of the case, and the capacitors are electrically insulated s from the evaporators and vypolne-? p us with longitudinal -robrami and cooled giving υ element mounted from one of the bases of the cabinet, the heat pipes capacitors coolers. oriented in the same plane perpendicular to the base of the case, and directed towards the cooling element, and a number of parallel columns of semiconductor elements and evaporators of the heat pipes of the coolers are arranged floor-by-floor, parallel to the base of the case.

На фиг.1 изображен шкаф, разрез, общего вида спереди;,1 *'на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - полупроводниковый элемент, например тиристор,- 35 с охладителем. 'In Fig.1 shows a cabinet, section, a General view of the front ;, 1 * 'in Fig. 2 - the same side view; in Fig.Z - a semiconductor element, for example a thyristor, - 35 with a cooler. ''

Шкаф содержит корпус 1 прямоугольной формы, размещенные в нем полупроводниковые элементы (тиристоры) 2 таблеточного типа с испарительным 40 охлаждением и охлаждающий элемент 3., например вентилятора, и расположенный со стороны одного из оснований верхнего 4 и нижнего 5 корпуса 1. Полупроводниковые элементы 2 снабжены 45 охладителями, выполненными в виде тепловых трубок 6 и установлены в корпусе 1 шкафа по столбовому принципу, т.е. образуют столбы, в которых полупроводниковые элементы 2 зажаты между испарителями 7 тепловых трубок 6 так, что конденсаторы 8 последних находятся в одной плоскости. Упомянутые столбы расположены в корпусе 1 горизонтально, в один или заданное число , рядов по глубине корпуса 1. По высоте·5 корпуса 1 параллельные столбы размещены поэтажно друг над другом так,что конденсаторы 8 тепловых трубой 6 также, как и их (конденсаторов) продольные ребра 9 занимают вертикаль·60 ные положения и в сторону охлаждающего элемента 3, конденсаторы 8 элект рически изолированы от испарителей 7, например с помощью керамического участка 10 между ними. К торцовым 65 частям столбов прикреплены токоведущие шины 11, представляющие короткие однонаправленные перемычки для соединения шкафа с другими устройствами щита преобразователя.The cabinet contains a rectangular housing 1, semiconductor elements (thyristors) 2 of a tablet type with evaporative cooling 40 and a cooling element 3., for example, a fan, and located on the side of one of the bases of the upper 4 and lower 5 of the housing 1. The semiconductor elements 2 are provided 45 coolers made in the form of heat pipes 6 and installed in the cabinet body 1 according to the pillar principle, i.e. form columns in which the semiconductor elements 2 are sandwiched between the evaporators 7 of the heat pipes 6 so that the condensers 8 of the latter are in the same plane. The mentioned posts are arranged horizontally in the housing 1, in one or a predetermined number of rows along the depth of the housing 1. In height · 5 of the housing 1, parallel columns are placed floor-by-floor one above the other so that the condensers 8 of the heat pipe 6 are also longitudinal (like their (condensers)) the fins 9 occupy vertical · 60 positions towards the cooling element 3, the condensers 8 are electrically isolated from the evaporators 7, for example, by means of a ceramic section 10 between them. To the end 65 parts of the poles, live busbars 11 are attached, representing short unidirectional jumpers for connecting the cabinet to other converter shield devices.

В процессе работы полупроводниковые элементы 2 нагреваются и отдают свое тепло испарителям 7 тепловых трубок 6, а конденсаторы 8 последних охлаждаются воздушным потоком от охлаждающего элемента 3, который протекает вдоль ребер 9 конденсаторов 8, охватывая их со всех сторон и обеспечивая таким образом при заданном напорном усилии максимально возможный теплосъем. За счет этого обеспечивается возможность увеличения токовой нагрузки полупроводниковых элементов 2 в 2-2,5 раза. При этом обеспечивается равномерное охлаждение каждого столба полупроводниковых элементов 2.In the process, the semiconductor elements 2 are heated and give their heat to the evaporators 7 of the heat pipes 6, and the condensers 8 of the latter are cooled by the air flow from the cooling element 3, which flows along the ribs 9 of the condensers 8, covering them from all sides and thus providing for a given pressure head the maximum possible heat removal. Due to this, it is possible to increase the current load of the semiconductor elements 2 by 2-2.5 times. This ensures uniform cooling of each column of semiconductor elements 2.

Использование изобретения обеспечивает равномерное охлаждение тиристоров каждого столба и при прочих равных условиях - значительно более интенсивное охлаждение тиристоров за счет резкого снижения гидравлического сопротивления потоку. Допусти-, мая токовая нагрузка на каждый тиристор у предлагаемого шкафа увеличивается в 2-2,5 раза. 'Повышается также и коэффициент использования объема шкафа (в 1,5 раза) за счет уменьшения промежутка между столбами, а также достигнутого соответствия формы столбов и корпуса шкафа. При этом имеет место экономия меди на сборную ошиновку благодаря укорочению путей прохождения шин.Using the invention provides uniform cooling of the thyristors of each column and, all other things being equal, significantly more intensive cooling of the thyristors due to a sharp decrease in hydraulic resistance to flow. Suppose, in May, the current load on each thyristor in the proposed cabinet increases by 2-2.5 times. 'The coefficient of utilization of the cabinet volume is also increased (1.5 times) by reducing the gap between the posts, as well as the achieved correspondence of the shape of the posts and the cabinet body. At the same time, there is a saving of copper on the busbar due to the shortening of the tire paths.

Суммарный экономический эффект от максимально возможного объема использования изобретения в электротехнической промышленности соста-? вит 500 тыс.руб. в год.The total economic effect of the maximum possible use of the invention in the electrical industry is? Vit 500 thousand rubles. in year.

Claims (2)

ревности в дополнительном объеме шка фа дл  размещени  сборной сшиновки. Цель изобретени  - повышениеэффективности охлаждени  и плотности компоновки. Эта цель достигаетс  тем, что в шкафу дл  радиоэлектронной аппаратуры , преимущественно высоковольтного полупроводникового преобразовател  с принудительным охлаждением, содержащем корпус пр моугольной формы с верхним и нижним основанием, размещенные в нем полупроводниковые элементы с охладител ми, выполненными в виде тепловых трубок, испарите . ли которых зажаты между полупроводни ковыми элементами с.возможностыб образовани  нескольких параллельных столбов, размещенных по глубине корпуса , а конденсаторы электрически изолированы от испарителей и выполне ны с продольными -ребрами ,,j и охлаждающий элемент,. установ лен.ный со сто роны одного из оснований шкафа, конденсаторы тепловых трубок охладителе ориентированы в одной плоскости, пер пендикул рной основани м корпуса, и направлены в сторону охлаждающего элемента, а р даг параллельных столбов полупроводниковых элементов и ис парителей тепловых трубок охладителе расположены поэтажно, параллельно ос новани м корпуса. На фиг.1 изображен шкаф, разрез, общего вида спереди:, фиг. 2 - то же, вид сбоку на фиг.З - полупровод никовый элемент, например тиристор,с охладителем. Шкаф содержит корпус 1 пр моуголь ной формы, размещенные в нем полупро водниковые элементы (тиристоры) 2 таблеточного типа с испарительным охлаждением и охлаждаквдий элемент 3., например вентил тора, и расположенны со стороны одного из оснований верхнего 4 и нижнего 5 корпуса 1. Полупроводниковые элементы 2 снабжены охладител ми, выполненными в виде тепловых трубок б .и установлены в, ко пусе 1 шкафа по столбовому принципу, т.е. образуют столбы, в которых полу проводниковые элементы 2 зажаты межд исцарител ми 7 тепловых трубок б так, что конденсаторы 8 последних наход тс  в одной плоскости. Упом нутые столбы расположены в корпусе 1 горизонтально , в один или заданное число р дов по глубине корпуса 1. По высоте корпуса 1 параллельные столбы размещены поэтажно друг над другом так,что конденсаторы 8 тепловых трубо1 б также, как и их (конденсаторов) продольные ребра 9 занимают вертикаль ные положени  и в сторону охлаждающего элемента 3, конденсаторы 8 элект рически изолированы от испарителей 7, например с помощью керамического участка 10 между ними. К торцовым част м столбов прикреплены токоведущие шины 11, представл ющие короткие однонаправленные перемычки дл  соединени  шкафа с другими устройсТ вами щита преобразовател . В процессе работы полупроводниковые элементы 2 нагреваютс  и отдают свое тепло испарител м 7 тепловых трубок б, а конденсаторы 8 последних охлаждаютс  воздушным потоком от охлаждающего элемента 3, который протекает вдоль ребер 9 конденсаторов В, охватыва  их со всех сторон и обеспечива  таким образом при заданном напорном усилии максимально возможный теплосъем. За счет этого обеспечиваетс  возможность увеличени  токовой нагрузки полупроводниковых элементов 2 в 2-2,5 раза. При этом обеспечиваетс  равномерное охлаждение каждого столба полупроводниковых элементов jealousy in the additional volume of the scale for accommodating the team of busbars. The purpose of the invention is to improve the cooling efficiency and density of the layout. This goal is achieved by the fact that in a cabinet for electronic equipment, mainly a high-voltage semiconductor converter with forced cooling, containing a rectangular-shaped body with upper and lower bases, semiconductor elements with coolers made in the form of heat pipes, evaporate. which are clamped between the semiconductor elements of the village. It is possible to form several parallel columns located in the depth of the housing, and the capacitors are electrically isolated from the evaporators and are made with longitudinal ribs, j and a cooling element ,. Installed from the side of one of the cabinet bases, the condensers of the heat pipes of the cooler are oriented in the same plane, the perpendicular bases of the case, and directed towards the cooling element, and the row of parallel columns of the semiconductor elements and evaporators of the heat pipes of the cooler are arranged by floor parallel to the base of the case. FIG. 1 shows a cabinet, a section, of a general front view: FIG. 2 - the same, side view in FIG. 3 - a semiconductor element, for example a thyristor, with a cooler. The cabinet contains a case of 1 rectangular shape, semiconductor elements (thyristors) 2 of tablet type with evaporative cooling and cooling element 3, for example a fan, and located on the side of one of the bases of the upper 4 and lower 5 of the case 1. Semiconductor elements 2 are equipped with coolers made in the form of heat pipes b. and installed in part 1 of the cabinet according to the pillar principle, i.e. form columns in which the semi conductor elements 2 are clamped between the separators 7 heat pipes 6 so that the capacitors 8 of the latter are in the same plane. The said pillars are located horizontally in the housing 1, in one or a specified number of rows along the depth of the housing 1. In the case of the height of the housing 1, the parallel columns are placed one by one above each other so that the capacitors 8 are heat pipes as well as their (capacitors) longitudinal ribs 9 occupy vertical positions and in the direction of the cooling element 3, the condensers 8 are electrically isolated from the evaporators 7, for example, using a ceramic portion 10 between them. Current-carrying busbars 11 are attached to the front portions of the pillars, which represent short unidirectional jumpers for connecting the cabinet with other devices of the converter board. During operation, the semiconductor elements 2 heat up and release their heat to the evaporators 7 heat pipes b, and the capacitors 8 of the latter are cooled by air flow from the cooling element 3, which flows along the fins 9 of the capacitors B, covering them from all sides and thus ensuring at a given pressure effort the maximum possible heat removal. Due to this, it is possible to increase the current load of semiconductor elements 2 in 2-2.5 times. This ensures uniform cooling of each column of semiconductor elements. 2. Использование изобретени  обеспечивает равномерное охлаждение тиристоров каждого столба и при прочих равных услови х - значительно более интенсивное охлаждение тиристоров за счет резкого снижени  гидравлического сопротивлени  потоку. Допустима  токова  нагрузка на каждый тиристор у предлагаемого шкафа увеличиваетс  в 2-2,5 раза. Повышаетс  также и коэффициент использовани  объема шкафа Гв 1,5 раза) за счет уменьшени  промежутка между столбами, а также достигнутого соответстви  формы столбов и корпуса шкафа. При этом имеет место экономи  меди на сборную ошиновку благодар  укорочению путей прохождени  шин. Суммарный экономический эффект от максимально возможного объема использовани  изобретени  в электротехнической промЕЛШленности соста-г вит 500 тыс.руб. в год. Формула изобретени  Шкаф радиоэлектронной аппаратуры , преимущественно высоковольтного полупроводникового преобразовател  с принудительным охлаждением, содержащий корпус пр моугольной форли с верхним и нижним основани ми, размещенные в нем полупроводниковые элементы с охладител ми, выполнен--ными в виде тепловых трубок, испарители которых зажаты между полупроводниковыми элементами с возможностью образовани  несколь.ких параллельных столбов, размещенных по глубине корпуса, а конденсаторы электрически изолированы от испарителей и выполнены с продольными ребрами , и охла сдаквдий элемент, установленный со стороны одного из основдний шкафа, отли чающий2. The use of the invention provides uniform cooling of the thyristors of each column and, all other things being equal, significantly more intensive cooling of the thyristors due to a sharp decrease in the flow resistance. The permissible current load on each thyristor in the proposed cabinet is increased by 2-2.5 times. The utilization rate of the cabinet volume is also increased by a factor of 1.5) by reducing the gap between the pillars, as well as the achieved correspondence to the shape of the pillars and the cabinet body. At the same time, there is a saving of copper on the team bus-bar due to the shortening of the paths of the tires. The total economic effect of the maximum possible amount of use of the invention in the electrical industry is 500 thousand rubles. in year. Claim of the invention Electronic equipment cabinet, mainly high-voltage semiconductor converter with forced cooling, comprising a rectangular casing with upper and lower bases, semiconductor elements housed in it with coolers made in the form of heat pipes, evaporators of which are clamped between semiconductor elements with the possibility of forming several parallel pillars located along the depth of the housing, and the capacitors are electrically isolated from the evaporator it is made with longitudinal ribs, and a cool element installed on the side of one of the base cabinets, distinguishing
SU813298100A 1981-06-05 1981-06-05 Cabinet for radio electronic equipment,primarily high-voltage semiconductor converter with forced cooling SU957449A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813298100A SU957449A1 (en) 1981-06-05 1981-06-05 Cabinet for radio electronic equipment,primarily high-voltage semiconductor converter with forced cooling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813298100A SU957449A1 (en) 1981-06-05 1981-06-05 Cabinet for radio electronic equipment,primarily high-voltage semiconductor converter with forced cooling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU957449A1 true SU957449A1 (en) 1982-09-07

Family

ID=20961854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813298100A SU957449A1 (en) 1981-06-05 1981-06-05 Cabinet for radio electronic equipment,primarily high-voltage semiconductor converter with forced cooling

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU957449A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5871043A (en) * 1994-09-06 1999-02-16 Nippondenso Co., Ltd. Cooling apparatus using boiling and condensing refrigerant
RU2614897C1 (en) * 2015-12-28 2017-03-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) Condenser separator for two-component two-phase systems

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5871043A (en) * 1994-09-06 1999-02-16 Nippondenso Co., Ltd. Cooling apparatus using boiling and condensing refrigerant
RU2614897C1 (en) * 2015-12-28 2017-03-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) Condenser separator for two-component two-phase systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3874444A (en) Duo-baffle air separator apparatus
US3213630A (en) Thermoelectric apparatus
US3275921A (en) Semiconductor rectifier assembly
BR112019011887A2 (en) semiconductor cooling arrangement
US3913003A (en) Compact converter building block system
US4589057A (en) Cooling and power and/or ground distribution system for integrated circuits
KR20120072945A (en) Inverter stack
US2158868A (en) Electric equipment
WO2011012237A1 (en) Power switchgear
US3780798A (en) Air directing heat sink mounting of electrical components
GB816221A (en) Rectifier cell mounting
US2936409A (en) Current rectifier assemblies
US3219885A (en) Transistor heat dissipator
SU957449A1 (en) Cabinet for radio electronic equipment,primarily high-voltage semiconductor converter with forced cooling
US3248636A (en) Electrical converters
US3234451A (en) High power rectifier structure
US3646400A (en) Air-cooling system for hvdc valve with staggered rectifiers
CN105594311A (en) Support structure for power electronics
CN109617374B (en) Converter module, converter and converter cooling system
US3018424A (en) Rectifier apparatus
CN110445401B (en) Converter valve layer and converter valve
JP3642548B2 (en) Power converter
JPS5927178B2 (en) Converter configuration unit
US2484245A (en) Rectifier
US2766409A (en) Fluid cooled encapsulated rectifier stack