УСТРОЙСТВО НАГРЕВА СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при испытаниях силовых полупроводниковых приборов с целью их нагрева до рабочих температур.
Известно устройство нагрева силовых полупроводниковых приборов, содержащее теплопроводящее тело в виде барабана с каналами, нагреватели, поворотный стол, подвижный поршень с гнездом для установки силовых полупроводниковых приборов, электродвигатель, источник питания, трансформаторное масло, металлические шарики (Патент РФ №31454, G 01 R 31/26; 10.08.2003).
Известно также устройство нагрева силовых полупроводниковых приборов, содержащее теплопроводящее тело в виде барабана с каналами, поворотный стол, трансформаторное масло, металлические шарики, нагреватели, расположенные в горизонтальном положении под каналами, источник питания нагревателей, электромагнит, кронштейн, источник питания электромагнита, контактор (Патент РФ №37232, G 01 R 31/26; 10.04.2004).
Недостатком известных устройств является то, что они не обеспечивают регулирование температуры нагрева силовых полупроводниковых приборов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству нагрева силовых полупроводниковых приборов является, выбранное в качестве прототипа, устройство нагрева силовых полупроводниковых приборов, содержащее теплопроводящее тело в виде барабана с каналами, поворотный стол, трансформаторное масло между каналами, которые заполнены металлическими шариками, нагреватели, расположенные в горизонтальном положении под каналами, источник
питания нагревателей, электромагнит, жестко соединенный с кронштейном и установленный над теплопроводящим телом, источник питания электромагнита, контактор, датчик температуры, расположенный между каналами в трансформаторном масле, стабилизатор температуры, блок контроля температуры (Патент РФ №49279, G 01 R 31/26, 25.04.2005).
Недостатком известного устройства является нерегулируемая скорость нагрева силовых полупроводниковых приборов, а также невозможность стабилизации температуры нагрева в заданном диапазоне температур.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности регулирования скорости нагрева силовых полупроводниковых приборов до максимально допустимой температуры p-n перехода и поддержание температуры в заданном диапазоне.
Технический результат достигается тем, что устройство нагрева силовых полупроводниковых приборов, содержащее теплопроводящее тело в виде барабана с каналами, установленное на поворотном столе и заполненное трансформаторным маслом между каналами, которые заполнены металлическими шариками, нагреватели, выводы которых соединены с выводами источника питания нагревателей и расположенные в горизонтальном положении под каналами, электромагнит, жестко соединенный с кронштейном и установленный над теплопроводящим телом, источник питания электромагнита, вывод которого подключен через контактор к электромагниту, датчик температуры, расположенный между каналами в трансформаторном масле, стабилизатор температуры, первый вывод которого соединен с выводом датчика температуры, второй - со свободным выводом источника питания нагревателей, снабжено блоком контроля температуры, расположенным на поворотном столе и соединенным первым выводом с третьим выводом стабилизатора температуры, а вторым выводом - с другим выводом источника питания нагревателей, двумя резервуарами для хранения и нагрева металлических
шариков разного диаметра, расположенными в теплопроводящем теле на поворотном столе, причем размер шариков малого диаметра равен соотношению один к трем к размеру шариков большого диаметра, каждый резервуар для хранения и нагрева металлических шариков содержит дозатор из немагнитного материала и подвижный поршень, двумя асинхронными двигателями, расположенными внутри поворотного стола, первый и второй входы асинхронных двигателей соединены с оставшимися свободными выводами источника питания нагревателей соответственно через первую и вторую пусковые кнопки, первый и второй, третий и четвертый концевики, а выходы асинхронных двигателей соединены соответственно с входами подвижных поршней резервуаров для хранения и нагрева металлических шариков разного диаметра, выход каждого подвижного поршня соединен с входом дозатора для металлических шариков соответствующего резервуара для хранения и нагрева металлических шариков.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство нагрева силовых полупроводниковых приборов отличается наличием новых блоков: стабилизатором температуры, металлическими шариками разного диаметра, резервуарами для хранения и нагрева металлических шариков разного диаметра, двумя дозаторами для металлических шариков, двумя подвижными поршнями, двумя асинхронными двигателями, двумя пусковыми кнопками асинхронных двигателей, четырьмя концевиками.
На фиг.1 приведена схема устройства нагрева силовых полупроводниковых приборов. На фиг.2 и фиг.3 приведены поперечные разрезы резервуаров для хранения и нагрева металлических шариков разного диаметра. На фиг.4 и фиг.5 приведены схемы включения асинхронных электрических двигателей.
Устройство фиг.1 содержит поворотный стол 1, на котором закреплено теплопроводящее тело в виде барабана 2 с каналами 3 для
укладки силовых полупроводниковых приборов, резервуары 4 и 5 для хранения и нагрева металлических шариков разного диаметра (см. фиг.2 и фиг.3 соответственно), нагреватели 6, расположенные горизонтально под каналами 3 и соединенные своими выводами с выводами источника питания 7 нагревателей, трансформаторное масло 8, находящееся внутри барабана 2 между каналами 3, металлические шарики 9 разного диаметра, электромагнит 10, соединенный с помощью балки 11 с кронштейном 12 и находящийся над теплопроводящим телом 2, контактор 13, вход которого соединен со свободным выводом источника питания электромагнита 14, а выход с электромагнитом 10, датчик температуры 15, расположенный в трансформаторном масле 8, стабилизатор температуры 16, первый вывод которого соединен с выводом датчика температуры 15, а второй вывод соединен с одним из свободных выводов источника питания 7 нагревателей, блок контроля температуры 17, первый вывод которого соединен с третьим выводом стабилизатора температуры 15, а второй - с одним из выводов источника питания 7 нагревателей, первая 18 и вторая 19 пусковые кнопки, дозаторы 20 и 21 резервуаров 4 и 5 для хранения и нагрева шариков разного диаметра соответственно, соединенные с выходами подвижных поршней 22 и 23 резервуаров 4 и 5 для металлических шариков 9 разного диаметра соответственно, входы которых соединены с выходами асинхронных двигателей 24 и 25 соответственно, входы асинхронных двигателей 24 и 25 соединены с оставшимися свободными выводами источника питания 7 соответственно через первую 18 и вторую 19 пусковые кнопки, первый 26 и второй 27, третий 28 и четвертый 29 концевики.
С помощью поворотного стола 1 барабан 2 с каналами 3 поворачивается по окружности. Количество каналов 3 зависит от марки испытуемых силовых полупроводниковых приборов.
Перед началом испытаний силовых полупроводниковых приборов осуществляется предварительный разогрев металлических шариков 9 в
резервуарах 4 и 5 для хранения металлических шариков с помощью нагревателей 6 и трансформаторного масла 8.
В начале процесса нагрева силовых полупроводниковых приборов на дно канала 3 опускается холодный силовой полупроводниковый прибор. С помощью контактора 13 приводится во включенное состояние электромагнит 10.
Нажатием первой пусковой кнопки 18 приводится в движение асинхронный двигатель 24, с помощью которого подвижный поршень 22 с дозатором 20 перемешается вверх резервуара 4 для металлических шариков малого диаметра. Концевики 26 и 27 служат для реверсирования асинхронного двигателя 24 и остановки подвижного поршня 22 в конечных положениях.
С помощью движущегося в горизонтальном положении электромагнита 10 из резервуара 4 для металлических шариков малого диаметра поднимаются металлические шарики 9 малого диаметра и перемещаются с помощью электромагнита 10 к верху канала 3.
После повторного нажатия первого контактора 13 электромагнит 10 приводится в нерабочее состояние, и металлические шарики 9 малого диаметра под действием силы тяжести засыпаются в канал 3 с испытуемым полупроводниковым прибором.
Датчик температуры 15 измеряет значение температуры нагрева трансформаторного масла 8 и передает его на стабилизатор температуры 16. Стабилизатор температуры 16 позволяет отключать и включать нагреватели 6 при достижении температуры нагрева заданного значения, а также регулировать необходимую температуру нагрева. Блок контроля температуры 17 служит для задания значения температуры нагрева силовых полупроводниковых приборов и ее визуального контроля.
Дозаторы 20 и 21 используются для нормирования количества металлических шариков. Для регулирования скорости нагрева испытуемых
силовых полупроводниковых приборов применяются металлические шарики 9 малого и большого диаметров.
С помощью металлических шариков 9 малого диаметра осуществляется быстрый нагрев силовых полупроводниковых приборов до максимально допустимой температуры, которая контролируется с помощью датчика температуры 15, блока контроля температуры 16.
Металлические шарики 9 большого диаметра применяются для регулирования скорости нагрева испытуемых силовых полупроводниковых приборов и поддержания температуры нагрева в заданном значении.
Для этой цели электромагнит 10 приводится во включенное состояние над каналом 3, и металлические шарики 9 малого диаметра с помощью электромагнита 10 переносятся в резервуар 4, после чего электромагнит 10 переводят в выключенное состояние.
Нажатием второй пусковой кнопки 19 приводится в движение асинхронный двигатель 25, с помощью которого подвижный поршень 23 с дозатором 21 перемешается вверх резервуара 5 для металлических шариков большого диаметра. Концевики 28 и 29 служат для реверсирования асинхронного двигателя 25 и остановки подвижного поршня 23 в конечных положениях.
После чего электромагнит 10 переводится во включенное состояние и перемещается в горизонтальном положении к резервуару 5 для металлических шариков 9 большого диаметра.
Металлические шарики 9 большого диаметра переносятся к верху канала 3. После повторного нажатия контактора 13 электромагнит 10 приводится в нерабочее состояние, и металлические шарики 9 большого диаметра под действием силы тяжести засыпаются в канал 3 с испытуемым полупроводниковым прибором.
Металлические шарики 9 разного диаметра могут быть выполнены из стали.