[實用新型]一種四英寸晶閘管大功率整流裝置的熱管散熱系統

有效

• 申請號: 200920095220.1
• 申請日: 2009-01-06
• 公開（公告）號: CN201392833Y
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 鄧雪軍
• 申請（專利權）人: 天津電氣傳動設計研究所
• 主分類號: H01L25/00
• 分類號: H01L25/00;H01L25/16;H01L23/34;H01L23/427
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司
• 代理人: 崔繼民

技術領域

本實用新型屬于電氣傳動技術領域，特別是涉及一種四英寸晶閘管大功率整流裝置的熱管散熱系統。

背景技術

近年來，隨著電力電子技術迅速發展，晶閘管整流裝置在我國各領域取得了廣泛應用。現代晶閘管整流裝置的發展方向是：高功率密度、高可靠性、高效率、裝置的小型化輕量化。隨著晶閘管元件容量的增加和裝置體積尺寸越來越小，散熱裝置本身必須完成的散熱要求也越來越高。同時，散熱裝置的布置和設計遇到的約束也越來越嚴重。大功率晶閘管整流裝置，在大電流下晶閘管的損耗非常大，產生了大量的熱，要保證晶閘管長期可靠的運行，就必須使晶閘管的內部管芯溫度在各種準許工作條件下都不會超過額定值。晶閘管產生的熱量由熱傳導的方式通過管壁到散熱器，再通過散熱器傳給散熱器周圍的空氣，以達到散熱的效果，因此阻礙晶閘管熱量散發的熱阻也由三部分組成，即指結殼熱阻、接觸熱阻和散熱器熱阻。現有大功率整流裝置的主要散熱方式是風機強迫風冷，由于元件大多采用銅鋁型材散熱器壓裝存在以下方面不足：

第一、在風速5～7m/s的條件下散熱器的熱阻為0.030K/W，散熱器熱阻較大，對元件的散熱效率低。

第二、散熱器熱容量在一定范圍內與體積成正比，大功率晶閘管損耗大、發熱大，要求散熱器體積大。

第三、要壓裝大功率晶閘管，配用的散熱器尺寸過大，給風道的設計、風機的選擇計算、散熱器型材設計制造帶來困難，將造成裝置體積、重量的增加。

第四、現有大功率整流裝置中壓裝功率較小的三英寸及及以下元件，裝置輸出小于4000KW。

發明內容

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種散熱效率高、體積小、輸出功率大的四英寸晶閘管大功率整流裝置的熱管散熱系統。

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：

一種四英寸晶閘管大功率整流裝置的熱管散熱系統，它包括風機和與風機相連的風道、散熱器、風機控制開關及導線組成，其特征在于：所述散熱器采用熱管散熱器，熱管散熱器壓裝4英寸晶閘管元件，將兩只四英寸晶閘元件按陰極朝下，陽極向上的方式壓接在三層散熱片之間，通過基板和彈性壓板之間的機械力壓接成一體，并將導電排A與導電排C短連接形成一套可控硅組件；六套可控硅組件A1、A2、A3、A4、A5、A6分別位于風道內，六套可控硅組件在風道內分為兩層，A1、A3、A5位于上層，A4、A6、A2位于下層，并且每套各自具有獨立的風道，進風面積也相同，每套的進風路長短相同；在風道內部強電導線將六套可控硅組件連接整流線路，上層三套可控硅組件的導電排C3通過橋臂母排C6均與強電輸出直流母排1C相連，組成共陰極組；下層三套可控硅組件的導電排B2通過橋臂母排C6均與強電輸出直流母排1D相連組成共陽極組，上層三套可控硅組件的導電排B2與橋臂母排B5連接，經過分別串接橋臂電抗器L1、L3、L5，橋臂電流互感器T1、T3、T5，橋臂快熔F1、F3、F5后分別與強電輸入交流進線母排U、V、W三相相連，下層三套可控硅組件的導電排A1與橋臂母排A4連接，經過串接橋臂電抗器L4、L6、L2，橋臂電流互感器T4、T6、T2，橋臂快熔F4、F6、F2后同樣分別與強電輸入交流進線母排U、V、W三相相連。

本實用新型還可以采用如下技術措施：

所述風道為相互并聯的風道，每一風道連通風機。

所述熱管散熱器的散熱片表面設有凹槽。

所述熱管散熱器的主體為熱管，熱管由管壁、受熱端和冷卻端構成，熱管的管壁為高度真空的密封體，內部充有少量工質作為傳熱媒介。

本實用新型具有的優點和積極效果是：

本實用新型采用了熱管散熱器，由于熱管具有極高的導熱性、優良的等溫性、熱流密度可變性、熱流方向的可逆性、恒溫特性環境的適應性等優良特點，可以滿足大功率整流裝置對散熱裝置緊湊、可靠、控制靈活、高散熱效率、不需要維修等要求。使用熱管技術制造的熱管散熱器熱阻為0.012K/W，可以滿足四英寸大功率元件的散熱要求；另一方面采用合理的風道設計有效的改善散熱。采用并聯結構風道設計使組件散熱冷卻均勻，同時對熱管散熱器的散熱片表面采用凹槽處理，不但改變了散熱器的散熱面積，而且使流過散熱器表面的空氣變為紊流加強對流換熱的效果。四英寸大功率熱管整流裝置通過以上措施使裝置功率輸出提高到10MW。另外本實用新型還具有體積小，便于維護等優點。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路圖；

圖2是本實用新型熱管散熱器的結構示意圖；

圖3是本實用新型導電排的結構示意圖；