Принудительного охлаждения

дом соединении, учитывая статистический разброс толщины вывода контактной площадки, предварительно нанесенного слоя припоя, наличие теплоотвода. Высокая скорость нагрева и охлаждения (принудительное воздушное) позволяют получить мелкокристаллическую структуру спая. Температурная характеристика каждого соединения контролируется при помощи ИК-детектора, который определяет момент расплавления припоя и посылает сигнал управления для закрывания фотозатвора. Компьютер записывает критичные для работы установки параметры и выдает информацию о дефектных соединениях в виде распечатки. Пайка одного соединения занимает от 50 до 150 мс.

Конструкция термохолодильника представлена на 9.3. Термоэлементы 3 собраны в батарею, состоящую из последовательно соединенных элементов. К горячим контактам 2 подсоединены радиаторы / для отвода тепла. Холодные контакты 4 помещены внутри холодильника и соединены с внутренними радиаторами для интенсивного теплообмена между холодными спаями и воздухом внутри холодильной камеры 6. Радиаторы /, состоящие из металлических пластин, одновременно с охлаждением выполняют роль электродов термоэлементов. Для усиления охлаждения применяют следующие меры: вводят принудительное воздушное или водяное охлаждение, кожух изолируют от окружающей среды теплоизоляционным материалом, для снижения переходных сопротивлений в контактах торцы термоэлементов облуживают сплавом висмута с оловом.

Рис, 3.14. Применение способов конвективного охлаждения в зависимости от плотности теплового потока и перегрева: / — свободное воздушное; 2—свободное и принудительное воздушное; 3 — принудительное воздушное; 4 — принудительное воздушное и жидкостное; 5 — принудительное испарительное; б—принудительное жидкостное и свободное испарительное; 7 — принудительное жидкостное, принудительное и свободное испарительное; Я — принудительное жидкостное и свободное испарительное; 9—свободное и принудительное испарительное

Индуктор канальной печи имеет принудительное воздушное или водяное охлаждение. При воздушном охлаждении индуктор изготовляется из медного обмоточного провода прямоугольного сечения, средняя плотность тока составляет 2,5—4 А/мм2. При водяном охлаждении индуктор изготовляется из профилированной медной трубки, желательно неравностенной, с толщиной рабочей стенки (обращенной к каналу) 10—15 мм. Средняя плотность тока достигает 15 А/мм2. Индуктор, как правило, выполняется однослойным, в редких случаях — двухслойным. Последний значительно сложнее конструктивно и имеет более низкий коэффициент мощности.

Машины постоянного тока обычно имеют принудительное воздушное охлаждение, осуществляемое вентилятором, насаженным на вал якоря. Для мощных машин выработаны системы водородного, а также водяного охлаждения.

При большей теплонагруженности теплового баланса не достичь и несущую конструкцию охлаждают принудительно, как правило, до температуры 15 °С. При повышенной теплонагруженности (от 2,5 до 10 кВт/м3) может быть использовано принудительное воздушное охлаждение стойки. При высокой теплонагруженности (от 10 до 50 кВт/м3) требуется более интенсивное жидкостное и испарительное охлаждение бесконечного радиатора.

Принудительное воздушное охлаждение позволяет в 10 и более раз повысить теплонагруженность по сравнению с естественным. Однако принудительный режим требует применения в конструкции РЭА дополнительной системы обеспечения теплового режима (СОТР), что приводит к увеличению объема, массы и энергопотребления. При малой теп-лонагруженности в качестве теплоносителя в системе принудительного охлаждения применяют воздух, при повышенной и высокой теплонагруженности переходят на жидкий теплоноситель (см. главу 6).

Общее принудительное воздушное охлаждение целесообразно для устройств, в которых большая часть элементов конструкции имеет примерно одинаковую тепловую нагрузку. По способу подачи воздуха системы общей вентиляции делятся на приточные и вытяжные. В приточных воздух, предварительно очищенный в фильтре, подается вентилятором в блок. При этом внутри блока создается избыточное давление, которое препятствует проникновению неочищенного воздуха внутрь блока. Приточные вентиляционные системы позволяют создать хороший воздушный напор, но избежать аэродинамических теней и застойных зон не во всех случаях удается. В вытяжных системах нагретый воздух засасывается вентилятором из блока и выбрасывается наружу. Здесь вентилятор работает в менее благоприятных условиях, так как через него проходит нагретый воздух. Вытяжная вентиляционная система дает возможность значительно улучшить равномерность обтекания воздухом всех элементов конструкции. Однако для создания необходимой производительности такой конструкции предусматривают более мощные (на 30—40 %) вентиляторы для покрытия потерь от неплотностей кожуха.

шения мощности, рассеиваемой анодом, поверхность охлаждения увеличивают, снабжая анод радиаторами. Для особо мощных диодов используют принудительное воздушное или жидкостное охлаждение.

В большинстве выпускаемых промышленностью полупроводниковых устройств на мощности более 10 кВт применяется принудительное воздушное охлаждение, что позволяет увеличить теплоотдачу за счет вынужденной конвекции и повысить нагрузочную способность приборов. Максимальное значение коэффициента теплоотдачи при

Охлаждение установки — воздушное и водяное. Принудительное воздушное охлаждение используется для обратных вентилей в генераторных блоках. Водяное охлаждение применяется для конденсаторов коммутирующего контура. Водой охлаждаются также экси-троны выпрямителя и генераторов через теплообменник АТВКР-3000. Для остальных элементов схемы — естественное воздушное охлаждение.

мой в ГИФУ, что является в настоящее время чрезвычайно острой проблемой. Любая компоновка ГИФУ, позволяющая размещать большое число кристаллов ИМС в малом объеме, оказывается бесполезной, если она не обеспечивает отвод выделяемой кристаллами теплоты без недопустимого их перегрева. Как известно, при уменьшении объемов МЭА основным фактором передачи тепловой энергии внутри герметизированных устройств является кондуктивный теплообмен по элементам конструкции с высокой теплопроводностью [Я = lOO-f-200 Вт/ (м • К)1. Основными тепловыми сопротивлениями являются места контакта кристалла с коммутационной платой, плат с рамками ГИФУ, а также места контакта рамок между собой и основанием ГИФУ или моноблока. Внешняя теплоотдача от корпуса осуществляется за счет конвекции и излучения, а также с помощью принудительного охлаждения. Для улучшения теплопередачи в окружающее пространство корпуса должны иметь ореб-рение или устанавливаться на теплоотводы. Теплонапряжен-ные ГИФУ (например, ГИФУ на многослойной керамике) должны разрабатываться с применением принудительного охлаждения, в том числе жидкостного. При этом в конструкции аппаратуры необходимо иметь достаточное число дополнительных устройств охлаждения (насосы, трубопроводы, теплообменники с вентиляторами и т. п.), которые ухудшают массогабаритные характеристики МЭА.

Идеализированный тепловой режим на практике может существенно отличаться от реального в силу того, что реальные источники тепловыделений распределены по объему неравномерно, а тепловые постоянные локальных источников могут быть существенно меньше осредненной тепловой постоянной всего конденсатора. Особенно это относится к контактным соединениям, предохранителям, токоведущим проводникам. При токе прямоугольной формы с малым значением ?н в силу малой локальной постоянной времени локальных зон температура в них может существенно превышать максимальную температуру внутри конденсатора, допустимую для диэлектрика, что требует дополнительных расчетных оценок или экспериментальных проверок температурных режимов этих локальных зон, а в ряде случаев дополнительного принудительного охлаждения контактных выводов, токоотводов и др. Локальный нагрев зависит, главным образом, от максимального значения разрядного тока 1ртах, времени разряда tp и частоты разрядов /р. В справочных данных на конденсаторы ЕН эти параметры указываются в качестве ограничений.

установок до 35 кВ они не требуют специальных устройств для принудительного охлаждения.

Ячейки, в которых применяются бескорпусные БИС, БГИС и микросборки, устанавливаются в герметичные металлические корпуса, внутренний объем которых заполнен инертным газом. Повышение плотности упаковки ИМС и увеличение удельной объемной мощности рассеивания, с одной стороны, и невозможность использования принудительного охлаждения ячеек в герметичном корпусе — с другой, приводят к необходимости принятия дополнительных конструктивных мер по обеспечению отвода теплоты на корпус.

тивных решений и технологии формообразования деталей блока. Детали несущих конструкций блоков обеспечивают размещение, механическое крепление, защиту от дестабилизирующих воздействий ячеек, установку блоков в шкафах, стойках и стеллажах. Их изготовляют литьем под давлением, штамповкой, прессованием,сваркой. В настоящее время с появлением большой номенклатуры недорогих прессованных и прокатных профилей находят широкое применение профильно-сборные конструкции. На схемах компоновки блоков ( 1.26) показаны варианты пространственной ориентации ячеек и их взаимного расположения относительно зон внутри-блочного электромонтажа. Варианты //, VI не обеспечивают хорошего теплоотвода от ячеек в случаях как естественного, так и принудительного охлаждения. Для разъемных конструкций блоков с большим числом ячеек предпочтительны варианты /, ///, для книжных конструкций— IV, V. Число выходных контактов с одной ячейки, как показывает практика проектирования, равно 60—80 и имеет тенденцию к увеличению. С этой точки зрения для блоков разъемной конструкции более пригоден вариант / компоновки, а для блоков книжной конструкции — вариант IV. В то же время вариант V книжной конструкции обеспечивает максимальную плотность компоновки ИМС в блоке.

Воздушная система охлаждения при естественной конвекции требует для своей реализации 6—8 мм зазоров между ячейками; воздушная система принудительного охлаждения позволяет сократить зазоры между ячейками до 2 мм, но требует увеличения объема блока на 10—15% для установки вентилятора или воздуховодов.

Большие выпрямленные, токи требуют принудительного охлаждения вентилей в процессе работы, которое может быть воздушным, водяным или масляным.

Закрытый без принудительного охлаждения........0,95 — 0,98

При работе трансформатора может частично или полностью отказать система принудительного охлаждения (вентиляторы, насосы). При этом, естественно, нагрузка трансформаторов должна быть снижена по величине или по длительности. Соответствующие рекомендации содержатся в ГОСТ 14209-69.

Принудительное воздушное охлаждение позволяет в 10 и более раз повысить теплонагруженность по сравнению с естественным. Однако принудительный режим требует применения в конструкции РЭА дополнительной системы обеспечения теплового режима (СОТР), что приводит к увеличению объема, массы и энергопотребления. При малой теп-лонагруженности в качестве теплоносителя в системе принудительного охлаждения применяют воздух, при повышенной и высокой теплонагруженности переходят на жидкий теплоноситель (см. главу 6).

Как показывает практика, в блоках с малой тепловой нагрузкой при естественной конвекции температура среды внутренних объемов не превышает окружающую температуру более чем на Д^=30°С. Теплонагруженные блоки требуют принудительного охлаждения, вид и способ которого зависят от плотности теплового потока.