Первый преобразователь с системой испарительного охлаждения погружного типа был изготовлен фирмой Fuji (Япония) [70]. Пре­образователь, предназначенный для электроподвижного состава же­лезных дорог, имеет следующие параметры: мощность - 1,2 МВт; выпрямленное напряжение - 0,6 кВ; выпрямленный ток - 2000 А. Система охлаждения двухконтурная, наружный контур охлаждения - воздушный. На рис. 11 приведен эскиз системы испарительного ох­лаждения с естественной циркуляцией с погруженными в жидкость СПП [61, 70].

Фирма Mitsubishi (Япония) провела исследования погружных систем охлаждения как на моделях большой мощности, так и на действующих установках [24]. Первой была модель Х-2, в кото­рой в качестве охлаждающей среды использовался фреон-113. Па­раметры модели следующие: мощность - 1 МВт (при непрерывной работе в течение 2ч - 150%, в течение 1 мин - 300%); напря­жение - 1,5 кВ; используемые диоды - FD1000A. Охлаждение

вторичного контура - водяное.

Устройство представляло собой сварной цилиндр из нержавеющей стали, внутри которого находился полностью собранный выпрямитель­ный столб. По данным [24] , тепловое сопротивление составляло 0,02 С/Вт и с увеличением нагрузки его величина уменьшается. После длительной непрерывной работы не обнаружено, изменений не только конструктивных элементов, но и электрических характерне - , тик фреона. Исследовались еще некоторые модели, из которых мо­дель X—6 имела следующие параметры: мощность - 3000 кВт (при непрерывной работе, в течение 2ч - 150%, в течение 1 мин -

300%); напряжение - 1,5 кВ; тип диодов - FD1000А. Охлаждение вторичного контура - естественное воздушное.

Характерным для этих двух блоков является то, что во фреон погружены как выпрямительный столб, так и RC - цепочки.

В 1973 г. на основе последней модели реализовано устройство типа 961 для электропривода трамвая.

Технические данные системы

Схема устройства........................... пять последовательно

включенных мостовых схем со смещением фаз

Мощность, кВт.............................. 2440

Выпрямленное напряжение, кВ.... 1,4

Выпрямленный ток, А.:

длительный................................... 1740

в течение 8 мин............................ 2160

Тип тиристоров............................. FT1000-50

Тип диодов.................................... FD 1600-50

Теплоноситель ............................... фреон-113

Охлаждение наружного контура...... принудительное воздушное

Результаты испытаний показали [24], что при температуре ок­ружающей среды 40°С перегрев корпусов тиристоров составлял в установившемся режиме при номинальной нагрузке приблизительно 40°С. При температуре окружающей среды 20°С он составлял при­близительно 47°С. Это указывает на относительное уменьшение эффективности охлаждения при понижении температуры фреона.

Фирмой Mitsubishi создан в 1973 г. выпрямитель типа "Фло - рек" для подстанции электропоездов с испарительной системой ох-

лаждения

Технические данные выпрямителя "Флорек"

Мощность, кВт

3000 при непрерывной работе, в течение 2ч - 120%, в течение 1 мин - 300%

Схема соединения......................

Выпрямленное напряжение, кВ...

Число модулей............................

Выпрямительные диоды..............

Число диодов в установке...........

Максимальная температура окру­жающей среды, С

Теплоноситель ............................

мостовая трехфазная

1,5 г

3

FD 1600-50 36

+40

фреон-113

Наружный контур охлаждения - воздушный с естественной цирку­ляцией.

Модули выпрямителя представляют фазу трехфазной мостовой схемы; размещены в герметичном корпусе, заполненном фреоном.

На все три модуля применен один общий конденсатор. При больших мощностях применяется параллельное соединение модулей. Модуль­ная конструкция позволяет быструю замену поврежденной части ус­тановки. Кроме отличных теплопередающих свойств, система испа­рительного охлаждения полностью удовлетворяет требованиям невос­пламеняемости и безвредности для окружающей среды [ 24] .

В [21] приведены данные о преобразователе, предназначенном для пуска синхронного двигателя мощностью 52 МВт воздуходувки, имеющего систему испарительного охлаждения погружного типа. Пре­образователь. частоты (ПЧ) имеет мощность 10 MB*А. в течение 30 мин. Выпрямитель и инвертор ПЧ выполнены по трехфазным мостовым схемам и подключены к сети 11 кВ. Конструкция ПЧ мо­дульная. Каждый модуль содержит шесть тиристоров и рассчитан на рабочее напряжение до 6 кВ, что позволяет выпускать ПЧ с раз­личными выходными параметрами. Рассматриваемый. ПЧ выполнен на тиристорах с параметрами 1000 А., 2,5 кВ и содержит в каж­дом плече моста три последовательно соединенных модуля.

Фирмой General Electric (США) [72] разработаны системы испарительного охлаждения погружного типа. Суммарное тепловое сопротивление системы охлаждения с тиристором при воздушном наружном контуре 0,089°С/Вт; при водяном наружном контуре 0,065°С/Вт. Тепловое сопротивление тиристора (шайба <6 53 мм) равно 0,03°С/Вт.

В СССР изготовлена индивидуальная система испарительного ох­лаждения погружного типа для мощных СПП (рис. 12) [20].

Вода

Рис. 12. Эскиз индиви­дуальной системы испа­рительного охлаждения погружного типа для мощного полупроводнико­вого прибора 1 - водоохлаждаемый конденсатор; 2 - корпус; 3 - верхний токоотвод с оребренным испарите­лем; 4 - бескорпусный выпрямительный элемент; 5 - нижний токоотвод с оребренным испарите­лем

Технические данные индивидуального блока

Ток тиристора с диаметром кремниевой

шайбы 80 мм, А........................................ 2000

Мощность потерь в тиристоре

при токе 2000. А, Вт................................. 4500

Исполнение тиристора в блоке........................... бескорпусное

Теплоноситель .......................................... фреон-113

Наружный контур охлаждения................... водяной, расход

технической воды 0,1 кг/с (6 л/мин)