CC BY
4
теплообмена, характерные для тиристорных шкафов преобразователей:
1) теплообмен при обтекании воздухом оребренных поверхностей в условиях вынужденной или свободной конвекции;
2) теплообмен в системе дискретно расположенных по высоте шкафа источников теплоты цилиндрической формы при совместном действии свободной конвекции и излучения.
Использованные источники:
1. Бурков А. Т. Электронная техника и преобразователи: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / А. Т. Бурков. М.: Транспорт, 1999. 464 с.
2. Чебовский О. Г. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник / О. Г. Чебовский, Л. Г. Моисеев, Р. П. Недошивин. М.: Энергоатомиздат, 1985. 400 с.
3. Хазен М. М. Исследование теплового сопротивления охладителей на базе тепловых труб для силовых полупроводниковых приборов / М. М. Хазен, Н. П. Красова // Развитие систем тягового электроснабжения: Сб. науч. тр. / ВНИИЖТ. М., 1991. С. 91 - 99.
УДК 621.382.2/.3
Евдокимов А.А. студент 5 курса электромеханический факультет Омский государственный университет путей сообщения
Россия, г. Омск КОНСТРУКТИВНЫЕ И РЕЖИМНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ Для обеспечения нормальной работы преобразовательных агрегатов необходимо в процессе их функционирования осуществлять отвод теплоты, выделяемой элементами силовой части. Элементы силовой части тиристорного шкафа в совокупности с системой охлаждения представляют собой единый комплекс, нагрузочная способность которого в значительной степени определяется параметрами систем охлаждения.
Ключевые слова: преобразовательный агрегат, тиристоры, охладители, коэффициент теплоотдачи, охлаждающая среда.
UDK 621.382.2/.3
Еvdokimov А.А. student
5 year, Electromechanical faculty Omsk State Transport University
Russia, Omsk
DESIGN AND REGIME DATA OF CONVERTING UNITS
For ensuring normal operation of converting units it is necessary to carry out withdrawal of the warmth which is marked out by elements of a power part in the course of their functioning. Elements of a power part of a thyristor case in
total with the cooling system represent a uniform complex which load ability substantially is defined by parameters of cooling systems.
Keywords: the converting unit, tiristor, coolers, thermolysis coefficient, the cooling environment.
Преобразовательные агрегаты с воздушным охлаждением широко используются во многих отраслях промышленности для самых разнообразных целей. В зависимости от назначения и условий эксплуатации они имеют различные электрические схемы, режимы работы и соответственно разные виды воздушного охлаждения - вынужденное или естественное. В качестве примера на рисунках 1 - 6 показаны внешние и общие виды тиристорных шкафов преобразователей с вынужденным и естественным воздушным охлаждением.
Стыковка тиристоров с охладителями обусловливает необходимость совместного размещения узлов силовой части преобразователя и элементов системы охлаждения в одном шкафу. Конструктивное оформление шкафов определяется типом системы охлаждения. При использовании системы охлаждения с вынужденной конвекцией воздуха в тиристорном шкафу необходимо иметь каналы (см. рисунки 1 - 3). При свободной конвекции воздуха тиристоры и другие элементы силовой части располагаются во всем объеме шкафа на конструктивных элементах типа стоек (см. рисунки 4 - 6). Из сравнения рисунков 1 - 6 видно, что варианты компоновки шкафов имеют существенные различия. Конструкции тиристорных шкафов с воздушным охлаждением условно можно разделить на две группы: I -канальные и II - стоечные.
Компоновка элементов тиристорных шкафов группы I осуществляется следующим образом (см. рисунки 1 - 3). Тиристоры с охладителями располагают в закрытом канале, через который с помощью вентилятора продувается охлаждающий воздух. Делители тока, резисторы, токоотводящие шины и другие элементы размещают в полостях между каналами и стенками шкафа в условиях свободной конвекции; Тиристоры с охладителями обычно размещают с равномерным шагом по высоте канала; размер шага определяется условиями электроизоляции и выбирается минимальным. Ширина канала зависит от размеров охладителей, которые располагают таким образом, чтобы поперечное сечение канала было максимально заполнено и чтобы была обеспечена электроизоляция.
Компоновка элементов тиристорных шкафов группы II (см. рисунки 4 - 6) осуществляется иначе. Тепловыделяющие элементы-тиристоры с охладителями, делители тока, резисторы и шины - располагаются во всем объеме шкафа в условиях свободной конвекции. Указанные тепловыделяющие элементы размещают регулярным образом по высоте, ширине и длине шкафа. Шаги расположения элементов в трех измерениях определяются диэлектрическими зазорами и размерами шкафа.
Габаритные размеры шкафа ограничены и при заданной мощности
преобразователя выбираются минимально возможными, в связи с этим компоновка элементов тиристорных шкафов со свободной конвекцией характеризуется высокой степенью компактности. В конструкции, приведенной на рисунке 6, компактность, вычисляемая как отношение объема тепловыделяющих и силовых элементов к объему шкафа, составляет 0,85.
Рисунок 1 - Внешний вид тиристорного шкафа преобразователя с
вынужденным охлаждением ВРВ: 1 - корпус шкафа; 2 - каналы с охладителями; 3 - тиристоры штыревого исполнения; 4 - резисторы; 5 - место воздуховодов и вентилятора
'8
Рисунок 2 - Общий вид тиристорного шкафа преобразователя с вынужденным охлаждением типа ВРВ: 1 - корппус шкафа; 2 - каналы с охладителями; 3 - тиристоры штыревого исполнения; 4 - резисторы
Рисунок 3 - Канал преобразователя с вынужденным охлаждением типа КТУ (вид сверху): 1 - стенки канала; 2 - охладители; 3 - тиристоры;
4 - предохранители
В связи с относительно низкими коэффициентами теплоотдачи при конвективном теплообмене в целях улучшения отвода выделяемой тиристорами мощности охладители имеют сильно развитую поверхность теплообмена, что влечет за собой увеличение их размеров. Из рисунков 1 - 6 видно, что большая часть объема тиристорных шкафов занята охладителями. Это свидетельствует о необходимости интенсификации процессов теплообмена на участке корпус прибора - охладитель - охлаждающая среда.
Рисунок 4 - Общий вид тиристорного шкафа преобразователя типа ПВЭ с естественным охлаждением: а - вид спереди; б - вид сбоку (1 - корпус шкафа; 2 - охладители; 3 - тиристоры)
Рисунок 5 - Тиристорный шкаф преобразователя ПВЭ с естественным охлаждением: 1 - корпус шкафа; 2 - охладители; 3 - тиристоры
При условии сохранения внешнего воздушного охлаждения на участке охладитель - охлаждающая среда одним из путей интенсификации теплоотвода является замена монолитных ребристых охладителей на термосифоны или тепловые трубки, имеющие воздушные конденсаторы (рисунок 9). Эти охладители с промежуточным жидким теплоносителем, осуществляющим испарительно-конденсационный цикл в герметичном объеме, имеют тепловое сопротивление в 2-2,5 раза меньше, чем цельнометаллические охладители. Это позволяет сократить число тиристоров в шкафу в 2 раза. При естественном охлаждении и рассеиваемой мощности 200 Вт такой охладитель имеет тепловое сопротивление 0,125 °С/Вт.
Рисунок 6 - Тиристорный шкаф агрегата бесперебойного питания с естественным охлаждением: а - вид спереди; б - вид сбоку (1 - корпус шкафа; 2 - тиристоры; 3 - охладители; 4 - резисторы; 5 - делители тока;6 - токопроводящие шины)
При использовании таких охладителей в преобразовательных агрегатах с естественным охлаждением можно компоновать приборы в тиристорном шкафу по той же схеме, что и для цельнометаллических охладителей. В связи с этим тиристорные шкафы на базе тепловых трубок (термосифонов) характеризуются такой же тепловой моделью, но область применения преобразователей с естественным охлаждением значительно расширяется. Например, при увеличении предельных токов, а соответственно и мощности потерь приборов свыше 1-1,5 кВт охлаждение с помощью цельнометаллических ребристых охладителей становится практически невозможным. Одним из путей решения этой проблемы и является применение охладителей в виде термосифонов или тепловых трубок с ребристым воздушным конденсатором.
Преобразовательные агрегаты с воздушным охлаждением, эксплуатируемые на железнодорожном транспорте, работают в режиме циклических изменений нагрузки - после кратковременной максимальной нагрузки следуют паузы. Системы охлаждения таких преобразователей рассчитывают на максимальную нагрузку, что приводит к большим колебаниям температур в цикле пауза-нагрузка. Поэтому целесообразно использовать такие охладители, конструкция которых давала бы возможность согласовывать работу системы охлаждения с характером нагрузки преобразователя.
Л ■ §
5;
1— "1П ПГ и
III 11 "Ш60) 1'
Рисунок 7 - Ребристый охладитель из профиля ПК 15788
Рисунок 8 - Ребристый охладитель 0153-150
330
Рисунок 9 - Блок тиристор-термосифоны с воздушными конденсаторами:
1 - ребристый воздушный конденсатор; 2 - тиристор; 3 - термосифоны
Рисунок 10 - Конструкция блока тиристор-ребристый охладитель-термостабилизатор: 1 - термостабилизатор; 2 - тиристор;
3 - ребристый охладитель
Одним из направлений решения этой задачи является создание охладителей с термостабилизаторами, принцип работы которых основан на аккумуляции скрытой теплоты фазового перехода во время действия нагрузки и отвода ее в течение паузы (рисунок 10). Термостабилизаторы выполняют в виде ампул с легкоплавким материалом. При нагрузке температура прибора достигает определенного значения и начинается процесс плавления с интенсивным поглощением теплоты. Наиболее перспективными материалами для термостабилизаторов являются эвтектические сплавы на основе висмута с точкой плавления 47-95 °С и органические вещества олефинового ряда (дефинилы). Плавление и кристаллизация происходят практически при постоянной температуре, в
связи с чем расчет системы охлаждения можно основывать на среднем значении нагрузки в цикле, рассчитанная таким образом система охлаждения позволяет уменьшить колебания температур в цикле нагрузка-пауза. Термостабилизаторы дают возможность снять аварийный пик перегрузки и создать эффективную систему охлаждения преобразователя для повторно-кратковременных нагрузок.
Использованные источники:
1. Бурков А. Т. Электронная техника и преобразователи: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / А. Т. Бурков. М.: Транспорт, 1999. 464 с.
2. Чебовский О. Г. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник / О. Г. Чебовский, Л. Г. Моисеев, Р. П. Недошивин. М.: Энергоатомиздат, 1985. 400 с.
3. Хазен М. М. Исследование теплового сопротивления охладителей на базе тепловых труб для силовых полупроводниковых приборов / М. М. Хазен, Н. П. Красова // Развитие систем тягового электроснабжения: Сб. науч. тр. / ВНИИЖТ. М., 1991. С. 91 - 99.
УДК 332
Евлоева Б.И. студент, 4 курс
направление подготовки 38.03.04 Государственное и
муниципал ьное управление Кусраева С.В. аспирант, 4 курс направление подготовки 38.06.01 Экономика Северо-Кавказский институт-филиал Российской академии народного хозяйства и государственной службы при президенте РФ
Россия, г. Пятигорск ПРОБЛЕМА ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ РЕГИОНОВ РОССИИ ПО УРОВНЮ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ: ПУТИ
РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ Аннотация. В статье рассматриваются основные подходы к анализу факторов социально-экономического развития территорий, анализируются проблемы социально-экономического неравенства регионов, и предлагаются меры по усовершенствованию региональной политики.
Вопросы корректировки уровней социально-экономического развития регионов всегда были и остаются особенно актуальными и важными. На данный момент необходимо решать эти проблемы, прежде всего, на базе формирования эффективной пространственной структуры экономики страны. В России должна проводиться более сбалансированная региональная политика, направленная на стимулирование регионального развития за счет использования конкурентных преимуществ.
Ключевые слова: экономические диспропорции, региональная дифференциация, региональная политика, социально-экономическое
