DE2811802A1

DE2811802A1 - Kuehleinrichtung fuer halbleiterventile in scheibenzellenbauweise

Info

Publication number: DE2811802A1
Application number: DE19782811802
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Bezold; Kurt Freudenthaler; Hanfried Ing Grad Profe
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-03-15
Filing date: 1978-03-15
Publication date: 1979-09-27
Also published as: DK81679A; IT1111546B; IT7920987A0; PT69312A

Description

Kühl einrichtung für Haibleiterventile
in Scheibenzellenbauweis e Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Tr3##lanordnung ist bekannt aus der DE-OS 22 05 429.
Es besteht die Aufgabe, diese Anordnung dahingehend inöglichst einfach aufzubauen, daß zusätzlich ihr Volumen und Gewicht möglichst gering unter Wahrung einer guten Zugänglichkeit zu den aktiven Elementen, also insbesondere den Dioden oder Thyristoren ist, und sie möglichst mit einem Minimalaufwand an die Mindestkühlleistung, also entsprechend der gegebenen Verlustleistung der aktiven Elemente, anpaßbar ist.
Diese Autabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist gegeben durch die Merkmale des Patentanspruchs 3.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In den Figuren ist mit 1 und 2 der linke bzw. rechte Kühlkörper bezeichnet, zwischen die die Halbleiterscheibenzellen 3 mittels nur durch ihre Mittellinie angedeuteten Spannbolzen über eine Federplatte 4 jeweils eingespannt sind. Die Stromanschlüsse 6 und 7 sind mittels Bolzen 5 an den Kühlkörpern befestigt, welche damit als Anschlußpole der Scheibenzellen 3 dienen. Die Luftströmung ist, soweit sie in der Zeichenebene verläuft, durch Pfeile gekennzeichnet. Andernfalls verläuft sie senkrecht zur Zeichenebene.
In Figur 1 ist bezüglich der linken Reihe von Kühlkörpern (die hier aus zweien besteht, aber sehr viel mehr aufweisen kann), die Anordnung mit einem Kühlschacht 8 dargestellt. Dieser besteht aus einem im wesentlichen U-förmigen Kunststoffprofil mit zur offenen Seite hin umgebördeltem Rand, an welchem die linken Kühlkörper 1 festgeschraubt sind. Dieses Kunststoffprofil kann damit als Träger für die Kühlkörper und damit auch für die gesamte Baueinheit aus åjeweils linkem und rechtem Kühlkörper und der Scheibenzelle dienen. Es ist angedeutet, daß selbstverständlich die Kühlrippen 10 der linken Kühlkörper in Strömungsrichtung der Kühlluft ausgerichtet sind, wobei angenommen ist, daß sich der Kühlschacht in horizontaler Richtung erstreckt. Dementsprechend sind die Kühlrippen der rechten Kühlkörper 2 bzw. die Kühlkörper selbst dazu senkrecht angeordnet, da diese in freier Konvektion gekühlt werden. Eine Zwangskühlung mittels Ventilator, der die Kühlluft durch den Kühlschacht saugt, findet in diesem Fall nur auf der linken Seite statt. Dazu sind die zwischen den mit Abstand hintereinander aufgereihten Kühlkörpern verbleibenden freien Querschnitte der Kühlschächte bis auf kleine Spalte 13 durch kleine schmale Leisten 11 abgedeckt. Die verbleibenden Spalte dienen dazu, daß noch Nebenluft in den Kühlschacht gesaugt werden kann, womit einerseits entweder Beschaltungselemente zusätzlich gekühlt werden können und andererseits eine Vermischung der bereits erwärmten Kühl luft mit kühlerer Luft im Kühl schacht erfolgen kann.
Die oben beschriebene Anordnung hat im Gegensatz zu der der Figur 2 eine kleinere Kühlleistung und benötigt entsprechend weniger Lüfterleistung.
Durch einseitige freie Konvektionskühlung wird aber das Wärmespeichervermögen der Zellen besser ausgenutzt bzw. heraufgesetzt und damit die Lüfterleistung relativ gering gehalten.
Bei einer höheren Kühlleistung erfolgt der Aufbau der Anordnung entsprechend Figur 2, wo beide Seiten der Scheibenzellen, also beide Kühikörperreihen getrennt forciert, d. h. durch mittels Ventilator in getrennten Schächten erzeugter Kühlströmung gekühlt werden. Zu dem Zweck ist auch die rechte Kühlkörperreihe schachtartig abgedeckt und zwar einzeln je Kühlkörper wie in der Figur dargestellt oder zum Teil gemeinsam, indem die obere und untere Abdeckleiste 14 und 15 durchgehend ausgebildet sind. Da die seitliche Abdeckplatte 16 für jeden Kühlkörper 2 getrennt vorgesehen ist, können diese und damit auch die Scheibenzellen leicht einzeln ausgebaut werden.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Anordnungen ergibt sich dadurch, daß die Scheibenzellen außerhalb der Zwangs strömung liegen, welche insbesondere bei Triebfahrzeugen stark verschmutzt sein kann, weshalb sich diese Anordnungen auch insbesonders für den Einsatz in Triebfahrzeugen eignen. Falls sehr viele Scheibenzellen hintereinander liegen, können. die elektrischen Anschlüsse an die im Kühlschacht befindlichen Kühlkörper durch die Rückwand der Schächte (in den Figuren die (linke) Seitenwand) herangeführt werden. In anderen Fällen, bei denen die Kühlkörper auf gleichem Potential liegen, können sie, soweit dies der Fall ist, als durchgehende Kühl schiene ausgebildet werden und es ist der Anschluß durch die Endöffnungen möglich.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r üc h e 1. Kühlanordnung für Stromrichterscheibenzellen die zwischen die Anschlußpole für Anode und Kathode bildende Kühikorper mittels Bolzen und Federplatten zu einer Baueinheit verspannt sind und wobei die B@@einheiten in genauer Flucht hintereinander angeordnet sind und die Kühlluft zumindest im Bereich der Bauelemente in einem durchgehenden Schacht forciert strömt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die eine Reihe der in einer Flucht hintereinander liegenden Kühlkörper getrennt in einem eigenen Kühlschacht mit forcierter Kühiströmung angeordnet ist und die Scheibenzellen sich außerhalb der Kühlschächte befinden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kühlkörperreihe durch natürliche Konvektion gekühlt ist und diese Kühlkörper frei liegen und deren Kühlrippen parallel zur Konvektionsströmung gerichtet sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines durchgehenden Kühlschachtes ein einstückiges, insbesondere ein Strangpreßprofil dient.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch die zweite Kühlkörperreihe in einem eigenen Kühl schacht mit forcierter Kühlung liegt, der durch zumindest teilweise getrennte Verkleidung der einzelnen Kühlkörper gebildet ist.