Изолированные охладители жидкостные силовой электроники

- Главная
- Направления
- Системы водного охлаждения электроники - производство и разработка
- Изолированные охладители жидкостные силовой электроники серии ИОЖ
Представляем Вам серию ИОЖ - изолированных охладителей жидкостных для одно и двухстороннего охлаждения силовых полупроводниковых приборов таблеточного исполнения, силовых электронных и электротехнических приборов с плоской круглой или прямоугольной прижимной площадкой для охлаждения.
Нашей командой конструкторов разработана и запатентована эффективная технология высокопроизводительных изолированных жидкостных охладителей ИОЖ с прочностью изоляции до 10 кВ для мощных низковольтных и высоковольтных электронных и электротехнических приборов и компонентов в том числе высоковольтных силовых полупроводниковых приборов таблеточного типа (транзисторов, тиристоров, диодов и иных) с круглой или прямоугольной прижимной площадкой. Тепловая мощность охладителей ИОЖ-50 составляет до 2,5 кВт, ИОЖ-90 до 4 кВт, ИОЖ-110 до 6 кВт и ИОЖ-126 до 7 кВт соответственно, токоведущая и гидравлическая части теплообменников изготовлены из меди.
Особенностью конструкции является то, что теплосъем с охлаждаемой поверхности производится крайне равномерно и эффективно, а высокая тепловая мощность изолированного охладителя позволяет эффективно отвести тепло даже от самых мощных электронных и электротехнических приборов и гарантирует максимально продолжительную и бесперебойную работу охлаждаемых приборов за счет того, что используемые Вами приборы не перегреваются. С использованием собственной запатентованной конструкции гидравлического контура нам удалось достичь непревзойдённых ранее для охладителей силовой электроники характеристик:
- Возможность использования обычной технической воды вместо деионизированной воды;
- Низкое тепловое сопротивление от 0,011 до 0,028 в зависимости от модели.
- Рабочее напряжение до 5 кВ для изолированных охладителей всех серий, прочность изоляции между токоведущей частью и гидравлическим контуром до 10 кВ. Изоляция обеспечивает надежность сборки – например, при выходе из строй одного тиристора в составе высоковольтной тиристорной сборки не происходит пробоя всей сборки по напряжению.
- Номинальная рассеиваемая мощность отвода тепла самого мощного охладителя серии ИОЖ с медным гидравлическим контуром – до 7 кВт - по 3,5 кВт с каждой стороны – при потоке воды от 6 литров в минуту. Высочайший уровень отвода тепла на единицу площади охлаждаемой площади обеспечен запатентованной конструкцией многоуровневого гидравлического контура вихревого типа.
- Симметричность тепловой нагрузки по сторонам при использовании охладителей серий ИОЖ-50, ИОЖ-90, ИОЖ-110, ИОЖ-126 соблюдать необязательно.
- Охладители имеет очень небольшую полную массу – не более 3,65 кг для ИОЖ-50 и ИОЖ-90 и не более 4,83 кг для ИОЖ-110 и ИОЖ-126 с учетом массы теплоносителя.
- Рабочее давление в гидравлическом контуре до 0,2 МПа (2 Атм.) в не обжатом виде и до 0,6 Мпа (6 Атм.) в составе обжатой сборки.
Гибкость и инновации для решения любых задач
Нами разработана и запатентована уникальная вихревая конструкция многоуровневой гидравлической части охладителя силовой электроники для обеспечения равномерного охлаждения приборов по всей площади с минимальным тепловым сопротивлением. Изоляция между токоведущей частью и гидравлическим контуром охладителя выполнена из сверхпрочной анизотропной теплопроводящей керамики – электрическая прочность изоляции составляет до 10 кВ, что обеспечивает возможность использования обычной технической воды вместо деионизированной воды. Конструкция гидравлической части охладителя обеспечивает большую площадь теплообмена и высокий уровень тепловой мощности охладителя. Все площадки охладителя оснащены углублением для центровки приборов охлаждаемых приборов и комплектуются разрезными шпонками, а также отводами токоведущей части на любую из сторон охладителя для подключения к внешним шинам. Конструктивно возможно изготовление охладителей серии ИОЖ под любые установочные размеры и размеры площадки по требованию Заказчика – мы способны изготовить полный аналог любого из импортных охладителей для прижимных таблеточных приборов с круглой или прямоугольной площадкой. Охладители могут быть эффективно применены в любом устройстве силовой электроники (регулятор тока, преобразователь напряжения, преобразователь частоты, регулятор мощности, высокомощные антенные модули, в том числе водные системы охлаждения АФАР), где важна высокая тепловая мощность охладителя, компактность и надежность. Охладители серии ИОЖ предназначены под установку неизолированных охлаждаемых приборов силовой электроники с круглой или прямоугольной площадкой охлаждения от 35 до 126 мм соответствующие техническим требованиям Заказчика. Основными типами охлаждаемых устройств являются транзисторы (IGBT, MOSFET и пр.), тиристоры (RCT, IGCT, GTO и пр.), мощные диоды, варисторы, резисторы (включая снабберные) тепловой мощностью до 8 кВт на один прибор - для охладителя диаметром площадки 126 мм. Симметричность тепловой нагрузки по сторонам при использовании охладителей соблюдать необязательно. В качестве теплоносителя допустимо использование технической воды, деионизированной воды, авиационного керосина или различных видов гликолей и других жидкостей.
Непревзойденная надежность
За счет высокой тепловой мощности охладителей серии ИОЖ и обеспечения равномерности отвода тепла обеспечивается мощное и равномерное охлаждение используемых Вами электронных и электротехнических приборов в течение многих лет эксплуатации, что в свою очередь гарантирует максимальный срок службы и безотказность работы охлаждаемых приборов и значительно повышает надежность Вашего устройства или системы в целом.
Мы не зависим от санкций









В 2022–2023 гг. в инициативном порядке ЛИРА-С была проведена НИОКР «Модуль-сборка охладитель». Основной задачей работы была разработка отечественных аналогов охладителей силовой электроники и электротехники по своим характеристикам аналогичных или превосходящих импортные неизолированные и изолированные охладители. Целью работы было создание нескольких серий охладителей, максимально широко закрывающих потребности по жидкостному охлаждению приборов силовой электроники и электротехники. Основные требования к разрабатываемым охладителям: обеспечение максимальной равномерности съема тепла с охлаждаемой поверхности, достижение высоких удельных показателей тепловой мощности и низкого теплового сопротивления, надежность и технологичность конструкции, стойкость к периодическим вибрациям и перепадам температуры, конкурентноспособная стоимость. Разрабатываемые охладители должны обеспечить срок службы - до 15 лет и позволять использование дистиллированной или технической воды в качестве теплоносителя для неизолированных охладителей, прочность изоляции для изолированных охладителей 10 кВ, иметь минимальную массу и габариты, допускать использование в качестве теплоносителя технической воды, деионизированной воды, авиационного керосина и различных видов гликолей.
Были изучены несколько наиболее эффективных импортных охладителей различных типов. В результате проработки нескольких моделей гидравлического контура и большого количества конструкторских расчетов были разработаны и запатентована уникальная конструкция гидравлического контура и разработаны две основные сери охладителей: неизолированные двусторонние охладители – НОЖ и изолированные двусторонние охладители – ИОЖ.
Разработана технология изготовления охладителей серий НОЖ и ИОЖ, выпущена и испытана пробная партия, осуществляется серийная поставка Заказчикам. Разработчиком и изготовителем предлагаемых нами охладителей является ООО «ЛИРА-С». Разработки запатентованы. Охладители были разработаны, в соответствии с техническими требованиями, определёнными совместно с Крыловским государственным научным центром в 2023 г в целях импортозамещения, используемых в настоящее время импортных охладителей. Осуществлена поставка нескольких партий охладителей для нужд ВМФ России и арктического флота.
Области применения:
- в судостроении в составе сборок силовой электроники и преобразователях частоты судовых систем электродвижения;
- в авиации для целей охлаждения силовых электронных и электротехнических приборов;
- в системах управления мощных промышленных электродвигателей и генерирующих установок турбинного типа;
- в системах ПВО, РЭР и РЭБ для охлаждения мощной силовой электроники выходного каскада и иных подсистем;
- в энергетике при изготовлении тиристорных сборок вставок постоянного тока и в других сферах хозяйственной деятельности, где требуется высокая тепловая мощность жидкостных охладителей, высокая надежность, минимальная масса и возможностей систем воздушного охлаждения недостаточно.
Охладители серии ИОЖ обеспечивают самую высокую мощность теплоотвода, равномерность охлаждения и непревзойдённую надежность при обеспечении минимальной массы производимых жидкостных охладителей в любой сфере по требованию Заказчика.

| № | Характеристика | Модель | |||
| ИОЖ-50 | ИОЖ-90 | ИОЖ-110 | ИОЖ-126 | ||
| 1 | Материал гидравлической части | медь | медь | медь | медь |
| 2 | Материал токоведущей части | медь | медь | медь | медь |
| 3 | Диаметр контактной поверхности, мм | 50 | 90 | 110 | 126 |
| 4 | Тепловое сопротивление, ˚С/Вт (расход воды 6 л/мин) | 0,028 | 0,015 | 0,012 | 0,011 |
| 5 | Перепад давления, Па (расход воды 6 л/мин) | 20000 | 20000 | 20000 | 20000 |
| 6 | Максимальная прочность изоляции (DC, 1 мин), кВ | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 7 | Стойкость к сжатию, кН | 45 | 45 | 45 | 45 |
| 8 | Номинальная рассеиваемая тепловая мощность (расход 6 л/мин, величина указана для теплоносителя вода), кВт | 2,5 | 4 | 6 | 7 |
| 9 | Подключение охлаждающей жидкости | G1/4 - G1/2» | G1/4 - G1/2» | G1/4 - G1/2» | G1/4 - G1/2» |
| 10 | Охлаждение | жидкостное, пресная вода/гликоль/керосин и другие жидкости | |||
| 11 | Температура охлаждающей жидкости на входе, °С | от +5 до +40 | |||
| 12 | Температура окружающего воздуха, С | от 0 до +85 | |||
| 13 | Назначенный срок службы, лет | до 15 | |||
| 14 | Назначенный ресурс до списания, ч | до 100000 | |||
| 15 | Габариты без учета шин, ШхВхГ, мм | 150х28,5х165 | 150х28,5х165 | 150х28,5х165 | 160х28,5х180 |
| 16 | Высота монтажная | 28,5 | 28,5 | 28,5 | 28,5 |
| 17 | Масса без охлаждающей жидкости, кг. | 3,54 | 3,65 | 3,72 | 4,83 |



Габаритный чертеж
Модель STEP
Модель IGS








