2.2. Вибір охолоджувачів.

1) Тепловий розрахунок тиристора 5STP 04D5200:

Основні параметри приладу (табл. 2.2.1):

Табл. 2.2.1

UTO, В	URRM, В	ITAV, А	Ijmax, ̊С	Rthjc, К/Вт	Rthch, К/Вт
1.2	5200	440	125	0.036	0.0075

Для даного тиристору обираємо охолоджувач типу О243.

Проведемо тепловий розрахунок тиристора 5STP 04D5200 використовуючи поняття теплового опору , яке рівне відношенню перепаду температур до переданої потужності. Для послідовного ряду теплових контактів загальний тепловий опір визначається сумою теплового опору окремих з’єднань.

Таким чином, для тиристора, змонтованого на охолоджувачі, загальний тепловий опір передачі тепла від напівпровідникового переходу до навколишнього середовища є сума теплових опорів з’єднання «перехід-корпус» , з’єднання «корпус-охолоджувач» (табл. 2.2.1) і теплової передачі «охолоджувач-середовище» . Отже, температура переходу тиристора буде рівна

T_j = T_a + p_v (R_thjc + R_thch + R_thha), (15)

де T_a – температура навколишнього середовища;

p_v – втрати потужності, яка розсіюється на тиристорі.

Визначимо втрати потужності тиристора з урахуванням (10)

p_v = I_v · U_TO = 123 · 1.2 = 147.6 Вт, (16)

де U_TO – падіння напруги на тиристорі у відкритому стані (табл. 2.2.1).

В результаті, приймаючи температуру навколишнього середовища T_a = 303 ̊ К, визначимо згідно з виразом (15) температуру переходу тиристора

T_j = 303 + 147.6 (0.036 + 0.0075 + 0.553) = 391 ̊ К (17)

T_j = 118 ̊ C

Отриманий результат свідчить про те, що температура напівпровідникового переходу тиристора менша граничній допустимій і тиристор не потребується в примусовому охолоджені за допомогою вентилятора.

2) Тепловий розрахунок тиристора 5STP 10T1600:

Основні параметри приладу (табл. 2.2.2):

Табл. 2.2.2

UTO, В	URRM, В	ITAV, А	Ijmax, ̊С	Rthjc, К/Вт	Rthch, К/Вт
0.33	1600	969	125	0.032	0.01

Для даного тиристору обираємо охолоджувач типу О243.

Проведемо тепловий розрахунок тиристора 5STP 10T1600 використовуючи поняття теплового опору , яке рівне відношенню перепаду температур до переданої потужності. Для послідовного ряду теплових контактів загальний тепловий опір визначається сумою теплового опору окремих з’єднань.

Таким чином, для тиристора, змонтованого на охолоджувачі, загальний тепловий опір передачі тепла від напівпровідникового переходу до навколишнього середовища є сума теплових опорів з’єднання «перехід-корпус» , з’єднання «корпус-охолоджувач» (табл. 2.2.2) і теплової передачі «охолоджувач-середовище» . Отже, температура переходу тиристора буде рівна

T_j = T_a + p_v (R_thjc + R_thch + R_thha), (18)

де T_a – температура навколишнього середовища;

p_v – втрати потужності, яка розсіюється на тиристорі.

Визначимо втрати потужності тиристора з урахуванням (13)

p_v = I_v · U_TO = 324 · 0.933 = 302.3 Вт, (19)

де U_TO – падіння напруги на тиристорі у відкритому стані (табл. 2.2.2).

В результаті, приймаючи температуру навколишнього середовища T_a = 303 ̊ К, визначимо згідно з виразом (15) температуру переходу тиристора

T_j = 303 + 302.3 (0.032 + 0.01 + 0.553) = 482.6 ̊ К (20)

T_j = 209.6 ̊ C

Отриманий результат свідчить про те, що температура напівпровідникового переходу тиристора більша граничній допустимій і тиристор потребує примусового охолодження за допомогою вентилятора. Вентиляція здійснюється шляхом прогону повітря через шафу вентилятором невеликої потужності, так як при швидкості повітря через охолоджувач О243 в 5 м/сек, його R_thha зменшується з 0.28 ̊С/Вт до 0.09 ̊С/Вт. Тобто достатньо воздушного потока в 2-3 м/сек, щоб значно зменшити показник Т_j.

3) Тепловий розрахунок діоду 5SDA 06D5007:

Основні параметри приладу (табл. 2.2.3):

Табл. 2.2.3

UTO, В	URRM, В	ITAV, А	Ijmax, ̊С	Rthjc, К/Вт	Rthch, К/Вт
1.1	5000	690	160	0.04	0.01

Для даного діоду обираємо охолоджувач типу О243.

Проведемо тепловий розрахунок тиристора 5SDA 06D5007 використовуючи поняття теплового опору , яке рівне відношенню перепаду температур до переданої потужності. Для послідовного ряду теплових контактів загальний тепловий опір визначається сумою теплового опору окремих з’єднань.

Таким чином, для діода, змонтованого на охолоджувачі, загальний тепловий опір передачі тепла від напівпровідникового переходу до навколишнього середовища є сума теплових опорів з’єднання «перехід-корпус» , з’єднання «корпус-охолоджувач» (табл. 2.2.3) і теплової передачі «охолоджувач-середовище» . Отже, температура переходу діода буде рівна

T_j = T_a + p_v (R_thjc + R_thch + R_thha), (21)

де T_a – температура навколишнього середовища;

p_v – втрати потужності, яка розсіюється на діоді.

Визначимо втрати потужності діода з урахуванням (10)

p_v = I_v · U_TO = 123 · 1.1 = 135 Вт, (22)

де U_TO – падіння напруги на тиристорі у відкритому стані (табл. 2.2.3).

В результаті, приймаючи температуру навколишнього середовища T_a = 303 ̊ К, визначимо згідно з виразом (15) температуру переходу тиристора

T_j = 303 + 135 (0.04 + 0.01 + 0.553) = 384 ̊ К (23)

T_j = 111.4 ̊ C

Отриманий результат свідчить про те, що температура напівпровідникового переходу діода менша граничній допустимій і діод не потребується в примусовому охолоджені за допомогою вентилятора.

Проаналізувавши габаритні параметри напівполупроводникових приборів та їх охолоджувачів, можна визначити габарити разподільної шафи.

Охолоджувач зображений на рис. 2.1:

рис. 2.1

Схема шафи та приблизне розташування приборів (рис.2.2):

Рис.2.2.

де БУ – блоки керування трифазним тиристорним регулятором.