CN102623445B

CN102623445B - 一种整流桥臂

Info

Publication number: CN102623445B
Application number: CN201210061649.5A
Authority: CN
Inventors: 张明; 何泱
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2032-03-09
Also published as: CN102623445A

Abstract

本发明公开了一种整流桥臂，包括交流进线柱、一对交流极板、多个交流连接排、交流母排、多个直流连接排、多个快速熔断器、多个散热器、多个半导体开关器件、多个压接夹具、一对直流极板以及一对直流出线柱，交流进线柱设置于交流极板的中心，并与交流极板固定相连，交流母排设置于直流极板的外部，并通过交流连接排与交流极板相连，快速熔断器的一端与交流母排相连，另一端通过直流连接排与散热器相连，散热器和半导体开关器件通过压接夹具沿圆周方向均匀安装在直流极板上，直流出线柱设置在直流极板的中心，并与直流极板固定相连，交流母排为环形，直流极板和交流极板为圆形。本发明减小了支路间阻抗不均衡的问题，提高了整流电源设备的性能。

Description

一种整流桥臂

技术领域

本发明涉及整流电源技术领域，具体涉及一种整流桥臂。

背景技术

整流桥臂是现代整流电源设备中的基本功能结构，通常由两组半导体开关元件(如二极管，晶闸管等)通过母排连接而成。将多个整流桥臂按照不同的拓扑结构组合起来，就可以组成功能与特性各异的整流电源。

在电解、化工等工业生产中经常使用数十到数百千安不等的直流电源，其整流部分需要大量并联开关元件以提高容量。在机械设计上，其开关元件与主母排间的连接排是一般是等长的，但由于安装位置的不同各并联支路的长度与回路面积并不一致，因而不同支路的等值阻抗一般是不同的。由于支路阻抗存在差异，并联的开关元件不能平均分配电流，容易造成个别元件电流过大而产生故障。

在中国发明专利CN101924455A中公开了一种整流桥臂的均流结构，其主要改进是使用了更长的环形连接排，使每一支路的等值阻抗增大，以减小支路相互之间的阻抗差异。在这种设计下，由于支路阻抗更大，支路上的损耗将有一定的增加，也会影响到整流电源的响应时间及运行区间等特性，因而存在着一定的不利因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对目前大电流整流器中并联支路的均流缺陷，提供一种整流桥臂，从根本原理上减小支路间阻抗不均衡的问题，提高整流电源设备的性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种整流桥臂，包括交流进线柱、一对交流极板、多个交流连接排、交流母排、多个直流连接排、多个快速熔断器、多个散热器、多个半导体开关器件、多个压接夹具、一对直流极板以及一对直流出线柱，交流进线柱设置于交流极板的中心，并与交流极板固定相连，交流母排设置于直流极板的外部，并通过交流连接排与交流极板相连，快速熔断器的一端与交流母排相连，另一端通过直流连接排与散热器相连，散热器和半导体开关器件通过压接夹具沿圆周方向均匀安装在直流极板上，直流出线柱设置在直流极板的中心，并与直流极板固定相连，用于引出电源，交流母排为环形，直流极板和交流极板为圆形。

快速熔断器沿圆周方向均匀安装在交流母排上。

交流连接排是沿圆周方向均匀设置。

半导体开关器件为晶闸管或二极管，散热器为水冷散热器。

直流极板之间是通过绝缘支撑件进行固定，直流极板中的一个通过绝缘支撑件与交流极板固定相连，交流极板通过绝缘支撑件与外部固定，交流母排通过绝缘支撑件与外部固定。

本发明具有以下的优点和技术效果：

1、由于本发明具有完全对称的几何结构，所以各个并联支路都具有相同的线路结构，从根本上杜绝了由线路因素造成的支路阻抗差异，从而消除了这部因素分引发的均流问题。

2、由于本发明不需使用线路参数匹配器件，所以各支路下的阻抗参数都得到了有效的控制，从而减小了整流设备上的电能损耗，有利于整流设备效率的提高。

附图说明

图1是本发明整流桥臂的俯视图。

图2是本发明整流桥臂沿A-A方向的局部剖视图。

图3是本发明整流桥臂沿B-B方向的局部剖视图。

图4是本发明整流桥臂沿C-C方向的局部剖视图。

图5是本发明整流桥臂的电路原理图。

其中：

1-交流进线柱；2-交流极板；3-交流连接排；4-交流母排；5-直流连接排；6-快速熔断器；7-散热器；8-半导体开关器件；9-压接夹具；10-直流极板；11-直流出线柱；12-出线绝缘层；13-绝缘支撑件；14-绝缘夹具；15-角钢。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步解释和说明。

如图1和2所示，本发明的整流桥臂包括交流进线柱1、一对交流极板2、多个交流连接排3、交流母排4、多个直流连接排5、多个快速熔断器6、多个散热器7、多个半导体开关器件8、多个压接夹具9、一对直流极板10以及一对直流出线柱11。

如图1所示，交流母排4为环形，直流极板10和交流极板2为圆形，交流母排4设置在直流极板10外部，直流出线柱11设置在直流极板10中心，压接夹具9沿圆周方向均匀分布，快速熔断器6沿圆周方向均匀分布，交流连接排3沿圆周方向均匀分布。

如图2和图3所示，交流进线柱1设置于交流连接极板2中心，并通过焊接的方式固定相连，用于引入交流电源。交流连接排3一端固定连接在交流极板2上，另一端固定连接在交流母排4上，以实现后两者的电气连接。快速熔断器6一端安装在交流母排4上，另一端通过直流连接排5与散热器7相连。由于快速熔断器的安装空间要求，在本实施方式中，对交流母排4做了一定的垂直方向延伸。半导体开关器件8与散热器7通过压接夹具9安装在直流极板10上。直流出线柱11设置在直流极板10中心，并通过焊接固定相连，用于引出直流电源。在本实施方式中，一个直流极板中心有孔，与之固定相连的直流出线柱为管形；另一个直流极板和与之固定相连的直流出线柱为实心结构。安装时，实心直流出线柱设置在管形出线柱内，并使用出线绝缘层12进行绝缘处理。

如图4所示，一个直流极板10与另一个直流极板之间、以及另一个直流极板10与交流极板2之间通过绝缘支撑件13进行固定连接，交流极板12通过绝缘支撑件与外部连接固定。交流母排4使用绝缘夹具14与角钢15与外部进行连接固定。在本实施方式中，绝缘支撑件13共有四组，且沿圆周方向均匀设置；绝缘夹具14共有八组，且沿圆周方向均匀设置。

如图5所示，本实施方式在电路上由八组典型整流桥臂并联而成，本质上仍然是一种典型整流桥臂的电路结构，在使用方式上与普通整流桥臂一致。由于本实施方式在桥臂机械结构上的对称化，实现了并联支路阻抗参数的均匀化，因此与普通整流桥臂相比性能上呈现出差异。

需要说明的是，在本实施方式中，交流连接3排与直流连接排5只是实现电气连接功能的组件，与其机械性能无关。因此在实施过程中使用电缆等导体材料替代上述两种连接排，也应当视为相同的组件。

Claims

1.一种整流桥臂，包括交流进线柱、一对交流极板、多个交流连接排、交流母排、多个直流连接排、多个快速熔断器、多个散热器、多个半导体开关器件、多个压接夹具、一对直流极板以及一对直流出线柱，其特征在于：

所述交流进线柱设置于所述交流极板的中心，并与所述交流极板固定相连；

所述交流母排设置于所述直流极板的外部，并通过所述交流连接排与所述交流极板相连；

所述快速熔断器沿圆周方向均匀安装在所述交流母排上；

所述快速熔断器的一端与所述交流母排相连，另一端通过所述直流连接排与所述散热器相连；

所述散热器和所述半导体开关器件通过所述压接夹具沿圆周方向均匀安装在所述直流极板上；

所述直流出线柱设置在所述直流极板的中心，并与所述直流极板固定相连，用于引出电源；

所述交流连接排是沿圆周方向均匀设置；

所述交流母排为环形，所述直流极板和所述交流极板为圆形。

2.根据权利要求1所述的整流桥臂，其特征在于，

所述半导体开关器件为晶闸管或二极管；

所述散热器为水冷散热器。

3.根据权利要求1所述的整流桥臂，其特征在于，

所述直流极板之间是通过绝缘支撑件进行固定；

所述直流极板中的一个通过所述绝缘支撑件与所述交流极板固定相连；

所述交流极板通过所述绝缘支撑件与外部固定；

所述交流母排通过所述绝缘支撑件与外部固定。