CN103489856B - 用于柔性直流输电的晶闸管压接组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于柔性直流输电的晶闸管压接组件，包括两母排及夹设于两母排之间的晶闸管，两母排外侧各设有一压紧板，两压接板上对应设有穿孔并通过穿入穿孔中的螺纹紧固件将两压紧板、两母排及晶闸管夹紧在一起，其中一个母排的外侧面上固定凸设有导柱，导柱上套设有碟簧，导柱底部具有支撑于碟簧底面的支撑面，碟簧的顶面支撑于对应压紧板的对应侧面上，导柱顶部具有与所述压紧板的对应侧面挡止配合的挡止面，导柱的支撑面与挡止面之间具有与碟簧施加设定压紧力时的轴向长度相等的间距。两压紧板在螺纹紧固件的作用下相向夹紧时，压紧板将压迫碟簧产生形变，形变后的碟簧通过母排向晶闸管施加压紧作用力，保证对晶闸管的压紧。
Description
技术领域
本发明涉及用于柔性直流输电的功率半导体元件中的晶闸管压接组件。
背景技术
柔性直流输电的子模块的电气结构如图1所示，由图可知，该子模块包括电容、两个IGBT模块、晶闸管和旁路开关所构成的主回路，其中具有出线端的两个母排之间并联有旁路开关、晶闸管，并且母排还具有与IGBT模块连接的连接端。
而随着模块化设计的需要，该子模块中需要晶闸管与母排通过压接方式形成模块化的压接组件，晶闸管压接组件主要有首部压紧板、尾部压紧板、绝缘拉杆构成框架；两压紧板之间从尾端至首端依次安装第一母排、晶闸管、第二母排、顶压过渡板、顶压组件；其中顶压组件固定在首部压紧板上，顶压组件主要由平垫、碟簧、导入套、球头螺栓组成，通过旋紧球头螺栓使碟簧变形产生轴向压力进而压紧晶闸管；这种压接方式存在一些弊端；第一：顶压组件压接方式较复杂，由多个零部件组成；第二：为了保证压紧力均匀并穿过晶闸管轴心，必须使用特制球头螺栓，同时对与其相配合的压紧板加工要求也较高；如果压紧力提高，对特制螺栓和与之螺纹配合的压紧板提出更高的设计要求；第三：这种压接方式需要加工特殊的工装来保证对晶闸管的压紧力。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、压接操作方便的用于柔性直流输电的晶闸管压接组件。
为了实现以上目的，本发明所提供的用于柔性直流输电的晶闸管压接组件的技术方案如下：用于柔性直流输电的晶闸管压接组件，包括间隔并列设置的两个母排及夹设于两母排之间的晶闸管，两母排外侧各设置有一个压紧板，两个压接板上对应设有穿孔并通过穿入穿孔中的螺纹紧固件将两压紧板、两母排及晶闸管夹紧在一起，所述的其中一个母排的外侧面上固定凸设有轴线延伸方向与所述压紧板的压紧方向一致的导柱，所述导柱上套设有碟簧，所述导柱底部具有支撑于碟簧底面的支撑面，碟簧的顶面支撑于所述导柱所在母排外侧的压紧板的对应侧面上，所述导柱顶部具有与该导柱所在母排外侧的压紧板的对应侧面挡止配合的挡止面，所述导柱的支撑面与挡止面之间具有与碟簧施加设定压紧力时的轴向长度相等的间距。
所述导柱为阶梯轴，所述碟簧套设于阶梯轴的小径部分上，所述挡止面为阶梯轴小径部分的顶面，所述支撑面为阶梯轴大径部分的环形端面。
所述阶梯轴具有中心孔，所述阶梯轴通过其中心孔中穿设的沉头螺钉与对应母排固连，所述的与导柱的挡止面挡止配合的压紧板上具有供沉头螺钉穿入的开孔。
每个所述的母排的底部均设置有转换开关接线端，母排上部相背设置有出线接线端和IGBT模块接线端。
所述的螺纹紧固件包括连接螺栓和旋装在连接螺栓上的紧固螺母，所述连接螺栓包括金属螺栓本体及套设于金属螺栓本体上的绝缘套。
本发明的有益效果是：本发明所提供的用于柔性直流输电的晶闸管压接组件中，通过螺纹紧固件将两压紧板、两母排及晶闸管夹紧在一起，并在其中一个母排的外侧面上设有的导柱上套装碟簧，当两压紧板在螺纹紧固件的作用下相向夹紧时，对应的压紧板将压迫碟簧产生形变，形变后的碟簧将通过母排向晶闸管施加压紧作用力，进而可有效保证对晶闸管的压紧。本发明所提供的压接组件的结构简单、压接操作方便。且当导柱顶部的挡止面与对应压紧板的侧面挡止配合时，碟簧的形变量达到最大，导柱的支撑面与挡止面之间的间距等于碟簧的最大形变量，根据碟簧的形变量即可得到晶闸管所承受的压紧力，也就是说，可根据所需要的晶闸管的设定压紧力来设计导柱的支撑面与挡止面之间的间距大小，当碟簧的轴向长度等于导柱的支撑面与挡止面之间的间距时，此时，晶闸管所承受的压紧力即为设定的压紧力，不需要再采用特殊工装来保证晶闸管的设定压紧力，可简化压紧组件的整体结构。本发明在研发过程中受国家高技术研究发展计划（863计划）课题资助，课题编号：2012AA050206。
进一步的，母排的底部设有转接开关接线端，可与构成柔性直流输电的子模块的相应转换开关导电连接并支撑于转换开关上，形成立架结构，从而节省安装空间。并且，出线接线端和IGBT模块接线端相背设置，朝内的IGBT模块接线端与子模块上的IGBT模块连接，使子模块结构更加紧凑，而且出线接线端朝外，便于子模块与相邻设备的联接。
附图说明
图1为是柔性直流输电的子模块的电气结构图；
图2为本发明的晶闸管压接组件的实施例的结构示意图；
图3是图2的分解装配示意图；
图4是图2中的连接螺栓的结构示意图。
具体实施方式
如图2至图4所示，一种用于柔性直流输电的晶闸管压接组件的实施例，该实施例中的压接组件包括间隔并列设置的第一母排10和第二母排20，两母排的结构大致相同，每个母排的底部均设有转换开关接线端101，在母排的上部相背设置有IGBT模块接线端102和出线接线端103。在两母排之间夹设有晶闸管3，将母排朝向晶闸管3的一侧设为内侧，第一母排10的外侧设有第一压紧板11，第二母排20的外侧设有第二压紧板21，两压紧板上分别设有穿孔，通过穿设在两压紧板上的穿孔中的螺纹紧固件将两压紧板、两母排及晶闸管3夹紧在一起，此处的螺纹紧固件包括连接螺栓8和旋转在连接螺栓8上的紧固螺母9，连接螺栓8包括金属螺栓本体81及套设于金属螺栓本体上的绝缘套82。
本实施例中，在第一母排10的外侧面上固定凸设有轴线延伸方向与两压紧板的压紧方向一致的凸柱4，凸柱4为阶梯面朝向第一压紧板的阶梯轴，该阶梯轴具有中心孔，阶梯轴通过其中心孔中穿设有的沉头螺钉固连在第一母排10上，相应的，在第一压紧板11上开设有供沉头螺钉穿入的开孔。阶梯轴的顶部的小径部分上套设有碟簧5，碟簧5的底面支撑于所述阶梯轴的底部的大径部分的环形端面上，该环形端面为支撑面41，碟簧的顶面对应的顶压支撑在第一压紧板11的朝向碟簧的对应侧面上，阶梯轴的小径部分的顶面为用于与第一压紧板的朝向碟簧5的对应侧面挡止配合的挡止面42，阶梯轴上的支撑面41和挡止面42之间的间距等于碟簧施加设定压紧力时的轴向长度。
使用时，通过连接螺栓8将两压紧板、两母排及晶闸管夹紧在一起，并导柱4上套装碟簧5，当两压紧板在连接螺栓8作用下相互夹紧时，第一压紧板11将压迫碟簧5产生形变，形变后的碟簧5将通过第一母排向晶闸管3施加压紧作用力，进而可有效保证对晶闸管3的压紧。
本实施例中，可根据所需要的晶闸管的设定压紧力来设计导柱的支撑面与挡止面之间的间距大小，当碟簧的轴向长度等于导柱的支撑面与挡止面之间的间距时，此时，晶闸管所承受的压紧力即为设定的压紧力，不需要再采用特殊工装来保证晶闸管的设定压紧力。
本实施例中，在金属螺栓本体上套装绝缘套，在给晶闸管加压时既满足了强度绝缘的要求，同时也避免了采用特殊螺栓所带来的设计加工难度。
本实施例中，导柱为阶梯轴，在其他实施例中，导柱也可以设计成其他结构如导向套，只要该导柱底部具有用于支撑碟簧的支撑面和用于与导柱所在母排外侧的压紧板的对应侧面挡止配合的挡止面即可。
本实施例中，凸柱设在第一母排的外侧面上，在其他实施例中，凸柱也可以设在第二母排的朝向第二压紧板的外侧面上。
另外，此项专利受国家高技术研究发展计划（863计划）课题资助，课题编号：2012AA050206。
Claims (5)
1.用于柔性直流输电的晶闸管压接组件，其特征在于：包括间隔并列设置的两个母排及夹设于两母排之间的晶闸管，两母排外侧各设置有一个压紧板，两个压紧板上对应设有穿孔并通过穿入穿孔中的螺纹紧固件将两压紧板、两母排及晶闸管夹紧在一起，所述的两母排中的其中一个母排的外侧面上固定凸设有轴线延伸方向与所述压紧板的压紧方向一致的导柱，所述导柱上套设有碟簧，所述导柱底部具有支撑于碟簧底面的支撑面，碟簧的顶面支撑于所述导柱所在母排外侧的压紧板的对应侧面上，所述导柱顶部具有与该导柱所在母排外侧的压紧板的对应侧面挡止配合的挡止面，所述导柱的支撑面与挡止面之间具有与碟簧施加设定压紧力时的轴向长度相等的间距。
2.根据权利要求1所述的用于柔性直流输电的晶闸管压接组件，其特征在于：所述导柱为阶梯轴，所述碟簧套设于阶梯轴的小径部分上，所述挡止面为阶梯轴小径部分的顶面，所述支撑面为阶梯轴大径部分的环形端面。
3.根据权利要求2所述的用于柔性直流输电的晶闸管压接组件，其特征在于：所述阶梯轴具有中心孔，所述阶梯轴通过其中心孔中穿设的沉头螺钉与对应母排固连，所述的与导柱的挡止面挡止配合的压紧板上具有供沉头螺钉穿入的开孔。
4.根据权利要求1所述的用于柔性直流输电的晶闸管压接组件，其特征在于：每个所述的母排的底部均设置有转换开关接线端，母排上部相背设置有出线接线端和IGBT模块接线端。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于柔性直流输电的晶闸管压接组件，其特征在于：所述的螺纹紧固件包括连接螺栓和旋装在连接螺栓上的紧固螺母，所述连接螺栓包括金属螺栓本体及套设于金属螺栓本体上的绝缘套。
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