CH415870A - Flüssigkeitsgekühlte Halbleiterstromrichteranlage - Google Patents

Description

      Flüssigkeitsgekühlte        Halbleiterstromrichteranlage       Die     Erfindung    betrifft flüssigkeitsgekühlte Halb  leiterstromrichteranlagen mit mehreren Halbleiter  elementen.  



       Halbleiterstromrichterelemente    müssen, wenn sie  für     grössere        Stromstärken        verwendet        werden.,    gekühlt  werden. Hierfür sind flüssige Kühlmittel besonders  günstig, sie     erfordern    aber eine besondere Kühlein  richtung, durch die sie hindurchgeleitet werden müs  sen. Hierzu werden Kühlrohre verwendet, durch     die     das Kühlmittel fliesst. In die Wandung solcher Kühl  rohre sind die Halbleiterelemente eingesetzt.

   Sie be  sitzen eine Kühleinrichtung in     Form    von Kühlrippen,  die     thermisch    unmittelbar mit den eigentlichen     Halb-          leitern    verbunden sind. Für     parallelgechaltete    Ele  mente ist diese Massnahme ausreichend, da durch  das     Kühlrohr    selbst die Parallelschaltung vorgenom  men werden     kann..    Mit diesen     Einrichtungen    ist es  aber nicht möglich, alle Elemente auf demselben  Kühlrohr aufzubauen,     wenn    sie teilweise     in;    Reihe  geschaltet     sind    oder Sicherungen den Elementen  nachgeschaltet werden.

   Dann ist es nämlich erforder  lich, dass die Elemente     voneinander    und die Ele  mente von den Sicherungen wenigstens auf     einer     Seite elektrisch isoliert sind. Dies geht     beim    unmittel  baren Einsetzen     in,    den     Kühlkörper    nicht, da dieser  aus leitendem Material besteht.

   Man hat ,daher vor  geschlagen, die     Kühlrohre        abwechselnd    aus leitenden  und isolierenden Teilen bestehen zu lassen, so dass  das     Kühlmittel    ungehindert     hindurchfliessen    kann  und trotzdem die notwendige elektrische     Isolation     zwischen .den Elementen und     ihnen    zugehörigen an  deren elektrischen     Teilen    gewährleistet ist.  



  Diese Anordnungen haben den     Nachteil,    dass sie  aus mehreren Stücken zusammengesetzt werden     und,     daher     fabrikationstechnisch        kompliziert        herzustellen     sind.    Es ist an sich bekannt, elektrische Einrichtungen,  wie beispielsweise     Spulenkörper    oder auch Schaltele  mente, -in     Kesseln    mit Kühlflüssigkeiten, die gleich  zeitig auch     der    Isolierung dienen,     unterzubringen.     Hierbei werden die elektrischen Geräte entweder an  dem Deckel .des Gefässes befestigt,     oder    in den Kes  sel     hineingestellt.     



       Erfindungsgemäss    wird nun vorgeschlagen, dass       ein    für alle Elemente     gemeinsamer,    mit Isolierflüssig  keit gefüllter Kühlkessel vorgesehen ist, auf welchem  Träger     isoliert    aufgesetzt sind, in die die     Stromrich-          terelemente    mit den Kühlkörpern derart eingebaut  sind, dass sie in die     Kühlflüssigkeit    eintauchen.  



  In den     Fig.    1 bis 4 sind Ausführungsbeispiele des       Erfindungsgegenstandes    dargestellt. In     Fig.    1 ist mit 1  das     Halbleiterelement    bezeichnet. An diesem Halb  leiterelement befindet sich die Kühleinrichtung 2,  welche aus     Kühlrippen    besteht. Vier solche Elemente  mit den     Kühlrippen    sind     dargestellt.    Sie sind an der  Schiene 3 befestigt. Diese Schiene     kann    aus Isolier  material oder einem leitenden Stoff bestehen. Sie ist  auf dem Kessel 4 aufgesetzt und angeschraubt. Der  Kessel selbst ist mit der Kühlflüssigkeit 5 gefüllt, wel  che die Kühleinrichtung umgibt.

   Auf der linken Seite  der     Fig.    1 ist die Seitenansicht dazu dargestellt. Die  Kühlrippen sind dort deutlicher zu erkennen.  



  Man     kann    nun, um die Isolationen zwischen den       einzelnen    Elementen zu verbessern, noch Zwischen  wände vorsehen. Dies ist in der     Fig.    2 dargestellt. Die  Zwischenwände     sind    mit 6 bezeichnet. Die übrigen  Bezeichnungen sind die gleichen, wie in     Fig.    1. Die  Zwischenwände sind an der Schiene 3 befestigt.  



  Die Zwischenwände können auch an dem Kessel  selber befestigt     sein    und man hat     dann    die Möglich  keit, die Isolierflüssigkeit so umzulenken, dass     ein     Kühlfluss entsteht. Dies ist     in    der Abbildung 3 darge-      stellt. Die     Kühlrippen    sind     in,    diesem Falle auf dem       Boden        des        Gefässes,    aufgesetzt.

   Sie sind aber,     wie          Fig.4    zeigt, versetzt     angeordnet,    und zwar     einmal     mehr nach der einen Seite der     Wand    und die anderen       abwechselnd.    dazu     an    der     anderen    Seite der Wand  befestigt. Um den Kühlstrom noch besser zu gestal  ten, kann man die Kühlrippen gebogen ausführen,  wie     in:    der     Mitte    der     Fig.    4 dargestellt ist, wo     ein     Kühlelement     im    Schnitt gezeigt ist.  



  Man     kann    nun auch den Kessel völlig     abschlies-          sen    und würde in diesem     Falle    die Schiene 3 als     Dek-          kel    des     Kessels    ausführen. Dies     kann,    man auch aus       Fig.    1 erkennen, wenn man sich     dort    die     Schiene    3  entsprechend vorstellt. Die Halbleiterelemente kön  nen     dann    auf die als Deckel     ausgeführte    Schiene auf  gesetzt sein.

   Man hat dann     die    Möglichkeit, oberhalb  der     Kühlflüssigkeit        ein,    Schutzgas     vorzusehen,    wel  ches ebenfalls isolierend     wirkt.        Wenn    man diesem  Schutzgas und auch dem     Kühlmittel    einen gewissen  Überdruck gibt, so ist die Möglichkeit unterbunden,  dass von aussen Luft oder     Feuchtigkeit    in     den    Kessel  eindringt.  



  Um eine gewisse     Kühlströmung    hervorzurufen,  kann man den     ganzen    Kessel etwas     geneigt    aufstellen  und am oberen Ende auch ein Ausdehnungsgefäss für  :das     Kühlmittel    in bekannter Weise vorsehen. Dieses  ist in den Figuren     nicht    näher dargestellt.  



  Man hat den Vorteil einer     wesentlich    einfacheren  Ausführung durch den Erfindungsgedanken erreicht,  in dem     nämlich        keine    besonderen Dichtungen vorge  sehen werden müssen, wie bei den bisher verwende  ten     Kühlrohren.    Ausserdem ist     die    Konstruktion     ein-          farh_  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Flüssigkeitsgekühlte Halbleiterstromrichteranlage mit mehreren Halbleiterelementen, dadurch gekenn zeichnet, dass ein für alle Elemente gemeinsamer mit Isolierflüssigkeit gefüllter Kühlkessel vorgesehen ist, auf welchem Träger isoliert aufgesetzt sind, in die die Stromrichterelemente mit den Kühlkörpern derart eingebaut sind, dass sie in die Kühlflüssigkeit eintau chen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Halbleiterstromrichteranlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass Zwischen wände zwischen den einzelnen Halbleiterelementen vorgesehen sind. 2. Halbleiterstromrichteranlage nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwi= schenwände an dem Kühlkessel angebracht sind.

   3. Halbleiterstromrichteranlage nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwi schenwände versetzt angeordnet sind, so dass eine Umlenkung der Kühlflüssigkeit entsteht. 4. Halbleiterstromrichteranlage nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwi- schenwände an den Trägern angebracht sind. 5. Halbleiterstromrichteranlage nach Patentan spruch, :

   dadurch gekennzeichnet, dass die Träger zu gleich die Sammelschiene parallelgeschalteter Ele mente .sind. 6. Halbleiterstromrichteranlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger aus Isoliermaterial bestehen. 7. Halbleiterstromrichteranlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkessel abgeschlossen ist. B. Halbleiterstromrichteranlage nach Unteran spruch 7, :dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkes sel oberhalb der Kühlflüssigkeit mit einem Schutzgas gefüllt ist.

   9. Halbleiterstromrichteranlage nach Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass :das Kühlmit tel unter Überdruck steht. 10. Halbleiterstromrichteranlage nach Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkes sel geneigt aufgestellt ist.