CN103630351A - 一种晶闸管阀串、igbt阀串用碟簧压接测量工具 - Google Patents

一种晶闸管阀串、igbt阀串用碟簧压接测量工具 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，该工具包括加力丝杠、千斤顶、支架和液压源，支架包括平行设置的底面、顶面和在其之间竖直设置的支撑杆，千斤顶竖直贯穿设置在支架的顶面，在千斤顶内竖直贯穿设置加力丝杠，液压源设置在底面和支撑杆的夹角位置，并与千斤顶连接，其改进之处在于，千斤顶设有压力传感器，支撑杆设有横杆，横杆竖直设有位移传感器。和现有技术比，本发明提供的晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，通过碟簧压力及位移的测量数据，加工相匹配的弹簧导杆凹槽，一次性完成晶闸管组装，避免弹簧导杆的损伤，极大地提高了工作效率。

Description

一种晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具
技术领域
本发明涉及一种碟簧压接测量工具，具体讲涉及一种晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具。
背景技术
直流输电最核心的技术集中于换流站设备，换流站实现了直流输电工程中直流和交流相互能量转换，除在交流场具有交流变电站相同的设备外，还有以下特有设备:换流阀、控制保护系统、换流变压器、交流滤波器和无功补偿设备、直流滤波器、平波电抗器以及直流场设备，而换流阀是换流站中的核心设备，其主要功能是进行交直流转换，从最初的汞弧阀发展到现在的电控和光控晶闸管阀，换流阀单位容量在不断的增大。
晶闸管阀组件，如图2所示，包括：晶闸管阀堆、RC回路、机械夹件支架及绝缘子、晶闸管阀组件内水路和高电位电子单元（TE板）；其中晶闸管阀堆是由两串晶闸管阀串反并联组成，每串晶闸管阀串是由n个晶闸管与散热器交叉串联叠装组成，碟形弹簧位于阀串的一侧，如图3所示，顶压施力机构位于阀串的一侧。由于晶闸管器件本身特殊的内部构造，在通过大电流时，为降低接触热阻，减少发热，必须在其两端面施加足够大的压力。碟形弹簧与顶压施力机构配合可以比较精确地按照不同晶闸管要求的压力来进行阀串组装。施力机构通常是由4根绝缘拉杆将上、下两个夹具连接在一起构成的，串装于夹件中的晶闸管元件及散热器由一个顶杆借助一组碟形弹簧的变形力顶住。
因此，为了确保晶闸管能工作在其额定状态，碟形弹簧变形产生的顶压力起到了至关重要的作用。单片碟形弹簧是一种用钢板冲压形成的锥形薄片，材质为60Si2MnA及50CrVA，主要生产流程为机械加工→热处理→表面处理。热处理过程包括淬火、回火处理，使碟形弹簧在处理后硬度达到42HRC-52HRC范围内。表面处理包含防腐处理（如磷化、电镀等）及强化处理。由此可见在碟形弹簧的生产过程中受制于材料、热处理、表面处理等环节的诸多因素，使同样尺寸规格的碟形弹簧具有不同的机械性能。即便同一批次材料，同一批次热处理和表面处理的碟形弹簧，也会由于材料成分分布略有差异或热处理过程中所处熔炉位置等问题而产生分散性。
传统阀体组装过程如下：
首先根据碟形弹簧选用片数及所需压力计算弹簧变形量；
其次，如图4所示，组装机械夹件支架，在阀串首端安装弹簧导杆和碟形弹簧，导杆另一侧放置压力传感器与顶杆，并且压力传感器与顶杆长度之和等于所需晶闸管与散热器长度之和。弹簧导杆一侧具有一限位凹槽。当碟形弹簧被压缩，凹槽侧从机械夹件中申出，用卡片锁紧。凹槽加工时采取负公差，即如果理论计算弹簧变形量为10mm，实际加工时只加工8mm。
最后在阀串末端，安装螺栓顶丝，螺纹旋进使碟形弹簧变形，产生所需顶压力。在螺栓旋进过程中，顶压力随着旋进而增加，当压力传感器显示额定压力时，记录弹簧导杆申出位置，此时凹槽应距离机械夹件有些许间距。将螺栓旋回原位，拆下压力传感器与弹簧导杆，根据记录间距，二次加工弹簧导杆凹槽。加工完成后，用晶闸管及散热器代替压力传感器与顶杆，重新旋紧，并在弹簧导杆申出时放入卡片，使碟形弹簧保持在额定压力下。
在传统晶闸管阀压接过程中，为保证阀串能够工作在额定压力下，需要组装两次；并且由于碟形弹簧的不一致性，需要二次加工弹簧导杆。由于金属加工件在实际工程应用中，多有防腐镀层（如镀锌、镀镍），二次加工会破坏原金属表面镀层，使弹簧导杆生锈，缩短使用寿命，整个晶闸管阀组装也花费了更多的人力成本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，通过碟簧压力及位移的测量数据，加工相匹配的弹簧导杆凹槽，一次性完成晶闸管组装。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供的一种晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，所述工具包括加力丝杠、千斤顶、支架和液压源，所述支架包括平行设置的底面、顶面和在其之间竖直设置的支撑杆，所述千斤顶竖直贯穿设置在支架的顶面，在所述千斤顶内竖直贯穿设置加力丝杠，所述液压源设置在所述底面和支撑杆的夹角位置，并与所述千斤顶连接；其改进之处在于：所述千斤顶设有压力传感器，所述支撑杆设有横杆，所述横杆竖直设有位移传感器。
其中，在所述加力丝杠下方，并且沿其中心线设置所述位移传感器。
其中，在所述支架顶面与底面之间的加力丝杠上设置被测碟簧。
其中，所述被测碟簧的上下两侧分别设有垫板，所述被测碟簧通过螺母紧固。
其中，所述压力传感器与压力测量仪连接，同时将压力测量数据传输至压力测量仪；所述位移传感器与位移测量仪连接，同时将位移测量数据传输至位移测量仪。
其中，所述压力传感器与压力测量仪为无线连接；所述位移传感器与位移测量仪为无线连接。
其中，所述支撑杆上竖直设置导轨，横杆设置在所述导轨中。
其中，所述千斤顶通过液压源施加的压力，使所述加力丝杠进行上下位移。
其中，所述液压源采用手动方式控制。
其中，所述千斤顶为液压空心千斤顶。
与现有技术比，本发明达到的有益效果是：
1、测量后的碟簧可在晶闸管阀组中一次性完成组装，极大提高工作效率。
2、弹簧导杆可以不需进行二次加工，避免由于镀层破坏而产生的生锈腐蚀等现象。
3、将位移传感器与压力传感器综合于一体，测量碟形弹簧产生额定压力时的变形量精度更高，减少了传统方法中工人用卡尺测量引入的误差，提高可靠性和准确性。
4、结构简单紧凑，操作简便，便于携带至现场使用。
附图说明
图1是：本发明提供的晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具的结构示意图；
图2是：晶闸管阀组件的结构示意图；
图3是：晶闸管阀堆的结构示意图；
图4是：弹簧导杆与碟簧装配的结构示意图；
其中：1、加力丝杠；2、压力传感器；3、千斤顶；4、被测碟簧；5、支架；6、位移传感器；7、液压源；8、位移测量仪；9、压力测量仪。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本实施例以晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具为例，如图1所示，本发明实施例提供的晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具包括：加力丝杠1、压力传感器2、千斤顶3、被测碟簧4、支架5、位移传感器6、液压源7、位移测量仪8、压力测量仪9。支架5包括平行设置的底面、顶面和在其之间竖直设置的支撑杆，千斤顶3竖直贯穿固定在支架5的顶面，在千斤顶3内竖直贯穿安装加力丝杠1，手动控制的液压源7安装在支架5的底面和支撑杆的夹角位置，并通过管路与千斤顶3连接；千斤顶3上安装压力传感器2，支架5的支撑杆内设有导轨，在导轨上安装横杆，横杆上竖直安装与加力丝杠1同轴的位移传感器6。在支架5的顶面与底面之间的加力丝杠1上安装被测碟簧4，被测碟簧4的上下两侧分别安装垫板，被测碟簧4通过下侧垫板外的螺母紧固。千斤顶3通过液压源7施加的压力，使加力丝杠1进行上下位移。
测量时，依靠手动液压源7输出动力，使千斤顶3往上提升，加力丝杠1也就伴随提升，随即被测碟簧4受到挤压产生变形。此时，通过压力传感器2和位移传感器6将被测碟簧4的受力及位移数据分别传输至压力测量仪9和位移测量仪8，进行读数，并记录。
其中，压力传感器2与压力测量仪9为无线连接；位移传感器6与位移测量仪8为无线连接。
最后，根据测量的不同的被测碟簧4的数据记录，分别标号加工相对应的弹簧导杆凹槽，加工完毕后即可进行晶闸管阀的组装。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，所述工具包括加力丝杠、千斤顶、支架和液压源，所述支架包括平行设置的底面、顶面和在其之间竖直设置的支撑杆，所述千斤顶竖直贯穿设置在支架的顶面，在所述千斤顶内竖直贯穿设置加力丝杠，所述液压源设置在所述底面和支撑杆的夹角位置，并与所述千斤顶连接；
其特征在于：所述千斤顶设有压力传感器，所述支撑杆设有横杆，所述横杆竖直设有位移传感器。
2.如权利要求1所述的晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，其特征在于：在所述加力丝杠下方，并且沿其中心线设置所述位移传感器。
3.如权利要求1所述的晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，其特征在于：在所述支架顶面与底面之间的加力丝杠上设置被测碟簧。
4.如权利要求3所述的晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，其特征在于：所述被测碟簧的上下两侧分别设有垫板，所述被测碟簧通过螺母紧固。
5.如权利要求1所述的晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，其特征在于：所述压力传感器与压力测量仪连接，同时将压力测量数据传输至压力测量仪；所述位移传感器与位移测量仪连接，同时将位移测量数据传输至位移测量仪。
6.如权利要求5所述的晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，其特征在于：所述压力传感器与压力测量仪为无线连接；所述位移传感器与位移测量仪为无线连接。
7.如权利要求1所述的晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，其特征在于：所述支撑杆上竖直设置导轨，横杆设置在所述导轨中。
8.如权利要求1所述的晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，其特征在于：所述千斤顶通过液压源施加的压力，使所述加力丝杠进行上下位移。
9.如权利要求8所述的晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，其特征在于：所述液压源采用手动方式控制。
10.如权利要求1所述的晶闸管阀串、IGBT阀串用碟簧压接测量工具，其特征在于：所述千斤顶为液压空心千斤顶。
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