DE8610387U1

DE8610387U1 - Kühlkörper für Stromrichtermoduln und/oder Stromrichtergeräte

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Publication number: DE8610387U1
Application number: DE19868610387
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1986-04-16
Filing date: 1986-04-16
Publication date: 1986-07-24

Description

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BROWNjBOVERI & CIE AKTIENGESELLSCHAFT

Mannheim · 11. April I986

Mp.-Nr. 553/86 ZP'iVP3-Pn/Bt

Kühlkörper für Stromrichtermoduln und/oder Stromrichtergeräte

Die Neuerung bezieht sich auf einen Kühlkörper für Stromrichtermoduln und/oder Stromrichtergeräte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Kühlkörper für Stromrichtermoduln und/oder Stromrichtergeräte ist aus 0. KoIb, Stromrichtertechnik, Band 1, Grundlagen und Meßtechnik, AT-Verlag Aarau, Stuttgart, 1984, Seite 155 bis 163 bekannt«,

Kühlkörper dienen allgemein zur Verlustwärraeabführung bei Halbleiterbauelementen. Bei Einsatz von Halbleiterbauelementen oder kompletten Stromriohtergeräten mit potentialfreien Kühlflächen können mehrere solcher Einheiten auf einem Kühlkörper angeordnet werden. Der Kühlkörper muß nicht gegen Berührung geschützt werden, da er potentialfrei ist. Durch die dadurch erzielte freizügige Gestaltungsmöglichkeit mit potentialfreien Einheiten ergeben sich zahlreiche Variationsmöglichkeiten, jo nachdem, ob Moduln allein oder mit Stromrichtergeräten

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, zusammen zu montieren sind, ob Innen- oder Außenkühlung gefordert ist und ob natürliche Kühlung oder Fremdbelüftung Verwendung findet. Jede der Väriätionsmöglichkeiten erfördert meist einen eigenen, speziell auf den Anwen-

g dungsfall hin konzipierten Kühlkörper. Dies verteuert jedoch unnötig die Herstellungskosten und erschwert die Lagerhaltung.

Der Neuerung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, •jO einen Kühlkörper für Strorarichtermoduln und/oder Stromrichtergeräte der eingangs genannten Art anzugeben, der universell für Baueinheiten verschiedener Abmessung, für unterschiedliche Montageweisen und für unterschiedliche Kühlungsarten geeignet ist*

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Die mit der Neuerung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Kühlkörper sowohl für Innenais auch für Außenkühlung geeignet ist, daß er für natürliche Kühlung oder Fremdbelüftung Einsatz finden kann und daß universell Strorarichtermoduln und Stromrichtergeräte unterschiedlicherAbmessungen, insbesondere auch mit Montageöffnungen unterschiedlichen Abstandes montierbar sind. Durch den neuartigen Kühlkörper wird ein stabiler, universeller und einfacher Aufbau von Stromrichtern in wirtschaftlicher Weise zugelassen.

3Q Vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Neuerung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform erläutert.

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Ss zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf die Stirnseite des Kühlkörpers ,

Fig. 2 einen mit Stromrichtermoduln bestückten Kühlkörpsr bei Wandmontage j

Fig. 3 einen mit Stromrichtermoduln bestückten Kühlkörper bei "Durchmontage",

Fig. 4 einen mit Stromrichtergeräten bestückten Kühlkörper bei Schaltschrank-Innenmontage,

•jÖ Fig. 5 einen mit Stromrichtergeräten bestückten Kühlkörper bei "Durchmontage",

Fig. 6 eine Ansicht auf die Oberseite eines mit

Stromrichtermoduln und Strorarichtergeräteh bestückten Kühlkörpers.

In Fig. 1 ist eine Ansicht auf die Stirnseite eines Kühlkörpers dargestellt. Der Kühlkörper 1 weist eine quadratische Stirnseite auf und ist in Längsrichtung von mehreren, im Querschnitt oval geformten Kühlkörperkam-

2Q mern 2 durchzogen. Die Kühlkörperkammern 2 sind jeweils längsseitig geschlossen und an den Stirnseiten offen. An der Unterseite des Kühlkörpers 1 sind längsseitig an beiden Kanten schmale Befestigungslaschen 3 angeformt. Diese Befestigungslaschen 3 weisen jeweils mehrere Befestigungsschlitze 4 für die Montage des Kühlkörpers 1 auf.

Für die Befestigung von Stromrichtermoduln und/oder Stromrichtergeräten auf dem Kühlkörper 1 ist dieser mit mehreren Schraubnuten 5..**'2 versehen. Diese Schraubnuten 5....12 verlaufen jeweils in Längsrichtung des Kühlkörpers und zwar sind die Schraubnuten 5...8 auf der Unterseite und die Schraubnuten 9...12 auf der Oberseite des Kühlkörpers 1 angeordnet. Die Schraubnuten 5, 8, 9 und 12 liegen dabei in der Nähe der längsseitigen Aussenkanten des Kühlkörpers 1, während die Schraubnuten 6,

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7, 10 und 11 zur Mitte der Kühlkörperflächen hin orientiert sind. Durch die unterschiedliche Lage der längsseitigen Sehraubnuten 5...12 auf der Ober- bzw. Unterseite des Kühlkörpers können Moduln bzw. Stromrichtergerate unterschiedlicher Abmessung und mit Montageöffnungen unterschiedlichen Abstandes universell und ohne jede zusätzliche Vorkehrungen und mechanische Bearbeitung (wie z.B. Bohren) in einfacher Weise mittels gewindeformender Schrauben befestigt werden.

In den Schraubnuten 5...12 lassen sich ferner Überwachungselemente, wie z.B. Temperaturschalter, zum Schutz der Halbleitermoduln und/oder Stromrichtergeräte anbringen.

Für die stirnseitige Befestigung eines Lüfters für forcierte Belüftung sind die beiden jeweils an den Außenseiten liegenden Kühlkörperkammern mit Schraubnuten 13 versehen. Diese stirnseitigen Schraubnuten 13 befinden sich in den Endbereichen der länglich-ovalen Kühlkörperkaimmern. Durch die sinnvolle Ausgestaltung des Profils ist sowohl Luftselbstkühlung wie auch forcierte Belüftung mittels Lüfter ohne zusätzliche Maßnahmen, d.h. zusätzliche Bearbeitung des Kühlkörpers, möglich. Bei der Montage ist lediglich zu beachten, daß die Kühlkörperkammern senkrecht angeordnet sind. Bei der Luftselbstkühlung ergibt sich eine verbesserte Kaminwirkung durch das geschlossene Kühlkörperprofil.

In Fig. 2 ist ein mit Stromrichtermoduln bestückter Kühlkörper bei Wandmontage dargestellt. Der Kühlkörper 1 ist dabei mit seiner Unterseite mittels der längsseitigen Befestigungslaschen direkt an einer Wand 30 (z.B. Schaltschrankwand) montiert. Durch die Befestigungsschlitze 3 sind hierzu Schraubverbindungen 31 geführt. Die Oberseite des Kühlkörpers 1 ist mit potentialfreien

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Stromrichtermoduln 32 bestückt. Hierzu sind gewindeformende Schrauben 33 durch Montageöffnungen der Moduln 32 gesteckt und mit den Schraubnuten 9 und 12 verschraubt. Die übrigen Schraubnuten 5...8 und 10, 11 des universel-5 len Kühlkörpers 1 bleiben bei der Variante gemäß Fig. 2 ¹I ünbelegt.

In Fig. 3 ist ein mit Stromrichtermoduln bestückter Kühlkörper 1 bei "Durchmontage" dargestellt. Unter

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; 1 von Innen durch einen Ausschnitt einer Schrankwand 34

gesteckt ist, so daß der Kühlkörper mit seiner Oberseite if aus dem Schaltschrank ragt, während die Stromrichtermo-

I duln 32 auf der Unterseite des Kühlkörpers 1 montiert

I 15 sind und sich im Innenraum des Schaltschrankes befinden.

I Auf dieses Weise wird die von den Stromrichtermoduln pro-

I duzierte Verlustwärme über den Kühlkörper außerhalb des

Schaltschrankes abgeführt, d.h. der Kühlkörper wirkt als

rl Außenkühler. Der Innenraum des Schaltschrankes verbleibt

^rij 20 weitgehend unbelastet von der erzeugten Wärme, obwohl

sich die wärraeerzeugenden, elektrisch berührungsgefährdeten Moduln oder auch Stromrichtergeräte weiterhin vorteilhaft innerhalb des Schaltschrankes befinden. Zur Montage der Befestigungslaschen 3 an die Schrankwand 34 , 25 sind wiederum Schraubverbindungen 31 vorgesehen. Bei i, dieser Variante gemäß Fig. 3 erfolgt die Befestigung der

I Moduln 32 mit Hilfe gewindeformender Schrauben 33 in den

I Schraubnuten 5 und 8, während die übrigen Schraubnuten

>: 6, 7 und 9... 12 unbelegt bleiben.

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In Fig. 4 ist ein mit Stromrichtergeräten bestückter

Kühlkörper bei Schaltschrank-Innenmontage dargestellt, wobei der Kühlkörper als Innenkühler wirkt. Die Montage des Kühlkörpers 1 erfolgt dabei auf Befestigungswinkel - Q5 35, wobei wiederum Schraubverbindungen 31 Verwendung ^? finden. Die Oberseite des Kühlkörpers 1 ist mit

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potentialfreien Stromrrichtergeräten 36 bestückt. Dazu werden gewindeformende Schrauben 33 durch Montageöffnungen der Stromrichtergeräte 36 gesteckt und in die Schraubnuten 10, 11 geschraubt. Die weiteren Schraubnuten 5.-9 und 12 bleiben unbelegt. Es ist jedoch bei dieser Variante gemäß Fig. 4 möglich, neben der Oberseite auch die Unterseite des Kühlkörpers 1 zusätzlich mit Stromrichtermoduln und/oder Stromrichtergeräten zu bestücken.

In Fig. 5 ist ein mit Stromrichtergeräten bestückter i

Kühlkörper bei "Durchmontage" dargestellt. Die Montage |

des Kühlkörpers 1 in den Ausschnitt der Schrankwand.34 |

erfolgt so wie unter Fig. 3 beschrieben. Im Unterschied |

(5 zu der Variante gemäß Fig. 3 ist der Kühlkörper jedoch f

nicht mit Moduln, sondern mit Stromrichtergeräten 36 I-

bestückt. Die Montage dieser Stromrichtergeräte 36 er- \ folgt mittels gewindeformender Schrauben 33 in den Schraubnuten 6 und 7.

In Fig. 6 ist eine Ansicht auf die Oberseite eines mit Stromrichtermoduln 32 und Stromrichtergeräten 36 bestückten Kühlkörpers 1 dargestellt. Es sind die längsseitigen Befestigungslaschen 3 mit den Befestigungsschlitzen k sowie die Schraubnuten 9...12 zu erkennen.

Auf dem Kühlkörper 1 sind drei Stromrichtermoduln 32 und ein Stromrichtergerät 36 mittels gewindeforraender Schrauben 33 montiert. Zur Fremdbelüftung ist ein Lüfter 37 auf der Stirnseite des Kühlkörpers 1 angebracht. Zur Befestigung sind gewindeformende Schrauben 38 durch Montageöffnungen des Lüfters gesteckt und mit den Schraubnuten 13 in den Kühlkörperkammern 2 ver3chraubt.

Die Herstellung des Kühlkörpers erfolgt vorzugsweise im Stabziehverfahren* wobei Aluminium als Material verwendet wird* Beschränkt man sich beim Kühlkörper auf _:

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gebräuchliche Standardlängen, z.B. 150, 200, 250, 300, 400, 500mm, so können ohne jede zusätzliche Bearbeitung, wie Bohren, Fräsen, Sägen die unterschiedlichsten Kühleinheiten mit Moduln und/oder Stromrichtergeräten für Luftselbstkühlung oder forcierte Belüftung hergestellt und in gebräuchliche Schranksysteme eingebaut werden.

Claims

35 Ansprüche

1. Kühlkörper für Stromrichtermoduln und/oder Stromrichtergeräte mit quaderförmigem Körper und quadratischer Stirnseite, gekennzeichnet durch folgende Merk-

ΐ male:

^q -· es sind mehrere längsseitig geschlossene und an den Stirnseiten offene Kühlkörperkammern (2) in Längsrichtung des Kühlkörpers (1) vorgesehen, an der Ober- und Unterseite sind in Längsrichtung des Kühlkörpers (1) mehrere Schraubnuten (5...12) zur

■J5 Montage der Stromrichtermoduln (32) und/oder Stromrichtergeräte (36) mittels gewindeformender Schrauben (33) vorgesehen,

an den Stirnseiten des Kühlkörpers (1) befinden sich Schraubnrten (13) zur Befestigung eines Lüfters (37) mittels gewindeformender Schrauben (38).

2. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den längsseitigen Außenkanten der Unterseite des Kühlkörpers (1) jeweils Befestigungslaschen (3) mit mehreren Befestigungsschlitzen (4) angeformt sind.

3. Kühlkörper nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Schraubnuten (13) jeweils in den Endbereichen der länglich ausgebildeten Kühlkörperkammern (2) eingeforrat sind.