Направления

Производство и разработка эффективных и компактных систем водного охлаждения силовой электроники и электротехники

Мы разработали и серийно изготавливаем жидкостные (водные) неизолированные и изолированные охладители серий НОЖ и ИОЖ для охлаждения силовых приборов с тепловой мощностью до 8 кВт и серии неизолированных охладителей типа «холодная плита» ХПА и ХПМ с размером охлаждаемой поверхности до 800х800 мм и тепловой мощностью до 162 кВт для охлаждения силовых электронных и электротехнических приборов «таблеточного» типа и приборов с плоской прижимной площадкой. В качестве теплоносителя на всех сериях жидкостных охладителей возможно использование деионизированной воды, технической воды, авиационного керосина и различных видов гликолей (тосол – этиленгликоль, антифриз – пропиленгликоль). Мы готовы разработать и произвести специально для Вас мощные и эффективные системы жидкостного (водного) охлаждения силовой электроники и электротехники в соответствии с Вашим техническим заданием – неизолированного и изолированного типов с прочностью изоляции до 35 кВ для использования в том числе в высоковольтных (до 15 кВ) системах для использования в высоковольтных системах в целях охлаждения силовой электроники и электротехнических приборов различного назначения (таблеточного и прижимного типов).
Нашей командой инженеров разработана оригинальная запатентованная конструкция серии высокопроизводительных жидкостных охладителей для самых мощных низковольтных и высоковольтных электронных и электротехнических приборов и компонентов в том числе высоковольтных неизолированных приборов (транзисторов, тиристоров, диодов и иных приборов), которая позволяет изготовить водяной охладитель практически любого размера и мощности. Главным достоинством конструкции охладителей серий НОЖ и ИОЖ – является компактность и легкость в сочетании с высокой мощностью теплоотвода и возможностью создания полностью изолированных систем жидкостного охлаждения.

За счет использования запатентованной конструкции протоков, по которым циркулирует теплоноситель, нам удалось достичь непревзойденного - среди жидкостных систем - уровня съема тепла с единицы площади, что на практике приводит к кратному повышению продолжительности безотказной работы охлаждаемых приборов и позволяет эффективно отводить тепло с особо мощных электронных приборов и электротехнических устройств. Особенностью конструкции изолированных охладителей является то, что токоведущая и гидравлическая части разделены теплопроводным изолятором с прочностью изоляции до 35 кВ , что позволяет реализовывать эффективное охлаждение высоковольтных систем, включая преобразователи частоты для электроприводов на мощность до десятков мегаватт.

В наших системах охлаждения в качестве теплоносителя может быть использованы различные типы жидкостей - техническая вода, авиационного керосин гликоль (тосол – этиленгликоль, антифриз – пропиленгликоль) и многие другие, а не только специально подготовленная сверхчистая деионизированная вода (как в многочисленных системах- аналогах, предлагаемых нашими конкурентами), что позволяет исключить из состава оборудования дорогостоящий и значительный по объему и массе блок водоподготовки и сделать систему охлаждения сверхнадежной и практически необслуживаемой. Использование в качестве теплоносителя технической воды значительно упрощает и удешевляет электротехническую систему в целом, что особенно важно на транспорте и иных сферах, где важна компактность, простота обслуживания и живучесть.

Наши охладители могут быть применены при изготовлении отечественных и импортных преобразователей частоты (ПЧ), используемых в том числе для электродвигателей крупных морских и речных судов. Охладители нашей разработки могут быть эффективно применены в любом устройстве силовой электроники (регулятор тока, преобразователь напряжения, преобразователь частоты, регулятор мощности, высокомощных антенных модулей, в том числе водные системы охлаждения АФАР), где важна высокая мощность теплоотведения, компактность и надежность.

Посмотреть схему
Image
Image
Image
Зачем нужны жидкостные охладители?

Организация высокоэффективных систем охлаждения современных мощных силовых полупроводниковых приборов и систем является одной из ключевых проблем и «бутылочным горлышком» для повышения мощности и эффективности современной силовой полупроводниковой электроники. В целях обеспечения бесперебойной работы современных мощных силовых полупроводниковых приборов в преобразователях частоты, сверхмощных силовых сборках выходного каскада в системах радиолокации, радиоэлектронной разведки РЭР и радиоэлектронной борьбы - РЭБ необходимо обеспечить эффективное и равномерное охлаждение всех приборов таких систем. Зачастую, для обеспечения превосходства подобных систем над системами конкурентов и/или противников системы должны обладать повышенной мощностью, а приборы должны эксплуатироваться на повышенных показателях тока и частоты, что приводит к увеличенному тепловыделению силовых полупроводниковых приборов. Поэтому перед специалистами Лира-С была поставлена задача создания серий жидкостных (водных) охладителей силовой электроники с избыточной мощностью теплоотвода – что обеспечит потенциал повышения мощности силовых полупроводниковых приборов и существенное увеличение эффективности систем, построенных на их основе. Для полупроводниковых приборов таблеточной и прижимной конструкций отечественные производители много лет, еще с советских времен, выпускают достаточно эффективные для своего времени воздушные охладители, однако, мощности и производительность приборов за последние годы многократно выросли и воздушного охлаждения для таких мощных сборок уже явно недостаточно. Другим существенным минусом в воздушных системах охлаждения является кратно больший вес и габаритные размеры по сравнению с жидкостными системами охлаждения, кроме того, жидкостные системы позволяют легко отводить тепло по системам трубопроводов в то место, где оно необходимо и/или его гораздо легче утилизировать, обеспечив его эффективное рассеивание. Для создания современных мощных и сверхмощных компактных и легких полупроводниковых преобразователей и систем более чем оправдано использование систем водного (жидкостного) охлаждения с большой теплопроводностью, малым гидравлическим и тепловым сопротивлением. До 2023 года отечественная промышленность подобного рода водных (жидкостных) сверхэффективных охлаждающих систем нового поколения серийно не производила. В 2023 году специалисты Лира-С разработали и приступили к серийному производству самых эффективных на настоящий момент водных (жидкостных) охладителей силовой электроники (диодов, тиристоров, транзисторов в том числе IGBT). «Как Вам это удалось?» —спросит любой технически грамотный специалист. Ответ на этот вопрос прост – за счет запатентованной уникальной и одновременно технологически простой конструкции охладителя. «В чем же ее уникальность?» - в сочетании минимального уровня теплового и гидравлического сопротивления, с самой эффективной гидравлической системой теплообмена, обеспечивающей максимальное использование теплоносителя – равномерный и эффективный прогрев которого обеспечен по всему поступающему в охладитель объему. И это не все – нам удалось создать первую в мире полностью электрически изолированную водную (жидкостную) систему охлаждения силовой электроники и электротехнических устройств с теплопроводной изоляцией электрической прочностью до 35 кВ. Например, в серии изолированных охладителей ИОЖ производства Лира-С вы можете легко найти уникальное комбинированное решение для преобразователей частоты – охладитель для таблеточных полупроводниковых приборов мощностью до 8 кВт и встроенный в корпус этого охладителя низко индуктивный (не более 1 нГн) снабберный водоохлождаемый резистор. «Зачем это нужно?» — это необходимо для того, чтобы полностью отказаться от использования деионизированной воды в системе охлаждения преобразователя частоты. «И что это даст?» — это позволит отказаться, например, от судового блока подготовки деионизированной воды, который стоит многие миллионы, весит многие тонны и требует постоянного технического обслуживания и расходных материалов (фильтрующие элементы, ионообменная смола). «А что будет если судовая установка подготовки деионизированной воды сломается?» - исходя из такой возможности негативного развития событий на любом судне требуется либо дублирование такой установки, либо возить с собой запас деионизированной воды, а это одновременно и дорого и влечет за собой увеличение массы необходимого оборудования и расходных материалов. Дополнительный вес оборудования и расходных материалов на судне влечет за собой увеличения прочности и соответственно веса силовых элементов корпуса – при этом мультипликатор на 1 такую «лишнюю» тонну, может доходить до 10, что влечет появление до 10 таких «лишних» тонн. Более того, использование водных систем охлаждения для систем с большой мощностью, построенных на полупроводниковых приборах и мощных электротехнических приборах позволяет рационально и экологично использовать (утилизировать) отведенное тепло туда, где оно может быть полезным – например, для обогрева, подогрева воды, воздуха, любых поверхностей как для бытовых, так и для технологических нужд.

Таким образом, организация эффективного охлаждения силовой электроники и электротехнических приборов с использованием жидкостных охладителей производства Лира-С серий НОЖ, ИОЖ, и холодных плит серий ХПА и ХПМ позволит Вам:
  • существенно продлить безотказный срок службы силовой электроники и электротехнических приборов и систем на их основе за счет того, что они будут эксплуатироваться в условиях максимально щадящего температурного режима, обеспеченного эффективным и равномерным теплоотводом;
  • использовать или рассеивать тепло в тех местах, где это действительно конструктивно и технически оправдано или необходимо;
  • создать полностью изолированные, компактные, легкие и надежные системы, обеспеченные эффективным жидкостным охлаждением;
  • отказаться от использования оборудования водоподготовки деионизированной воды и тем самым значительно повысить надежность системы в целом, уменьшить вес, габаритные размеры и стоимость используемого оборудования систем и полностью избавиться от затрат на его обслуживание.

Реализованные проекты по направлению

Image

 

191036, г. Санкт-Петербург, пл. Александра Невского, дом 2, литер Е, помещение 5-Н, офис 2009