一种用于柔性直流输电换流阀功率单元的IGBT压接组件制造技术

本发明专利技术公开了一种用于柔性直流输电换流阀功率单元的IGBT压接组件，包括两个并列设置的IGBT功率器件，两个IGBT功率器件之间设有第一水冷散热器，两个IGBT功率器件的外侧设有第二水冷散热器和第三水冷散热器；第二水冷散热器的外侧依次叠装有第一绝缘垫、第一压力分散板以及第一压紧板，第三水冷散热器的外侧依次叠装有第二绝缘垫、第二压力分散板以及第二压紧板；第一压力分散板和第一压紧板之间设有用于产生压紧力的碟形弹簧压紧机构，第二压力分散板和第二压紧板之间设有用于保证两个IGBT功率器件的承压面受力均匀的万向配合支撑件，第一压紧板和第二压紧板之间通过螺纹紧固件固定。本发明专利技术结构简单、压接操作方便，同时能够很好的达到IGBT功率器件使用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于柔性直流输电
，具体涉及一种用于柔性直流输电换流阀功率单元的IGBT压接组件。
技术介绍
柔性直流输电由于具有可控性、灵活性和稳定性，在分布式发电、孤岛和城市扩容供电中前景广阔，是未来长远距离、大容量直流输电的发展方向，开发高可靠性的换流阀和阀控设备是最核心的技术。随着电力电子技术的发展，作为换流阀功率单元核心的IGBT功率器件向更高电压和更高电流等级发展，随之而来的，即是对与之配套的散热器性能和半导体器件的紧固提出了更高的要求；在以往使用的压接类功率器件，如晶闸管、IEGT(Inject1n EnhancedGate Transistor，注入增强棚.晶体管)、IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)等，由于电流、电压等级不是太高，体积相对较小，满足功率器件导电、散热需求等所需的压力值较小，对压紧板、螺纹紧固件等的强度和刚性要求也不是太高；另夕卜，由于器件本身形状为圆盘形，在压接过程中可以充分利用功率器件圆盘中心的定位孔安装定位销进行轴向定位，确保各器件同轴线叠装。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于柔性直流输电换流阀功率单元的IGBT压接组件，以克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术结构简单、压接操作方便，同时能够很好的达到IGBT功率器件使用要求。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案:—种用于柔性直流输电换流阀功率单元的IGBT压接组件，包括两个间隔并列设置的IGBT功率器件，两个IGBT功率器件之间设有第一水冷散热器，两个IGBT功率器件的外侧分别设有第二水冷散热器和第三水冷散热器；第二水冷散热器的外侧依次叠装有第一绝缘垫、第一压力分散板以及第一压紧板，第三水冷散热器的外侧依次叠装有第二绝缘垫、第二压力分散板以及第二压紧板；第一压力分散板和第一压紧板之间设有用于产生压紧力的碟形弹簧压紧机构，第二压力分散板和第二压紧板之间设有用于保证两个IGBT功率器件的承压面受力均匀的万向配合支撑件，第一压紧板和第二压紧板之间通过螺纹紧固件固定。进一步地，所述的第一压力分散板和第二压力分散板均为圆台形式，方变圆结构，即圆台的一个台面为方形，另一个台面为圆形，其中第一压力分散板和第二压力分散板的方形面分别与第一绝缘垫和第二绝缘垫配合连接；第一压力分散板的圆形表面与蝶形弹簧压紧机构配合连接；第二压力分散板的圆形表面与万向配合支撑件配合连接。进一步地，所述的蝶形弹簧压紧机构包括蝶形弹簧以及与蝶形弹簧配套使用的导向杆。进一步地，所述的导向杆为阶梯轴结构形式，所述的蝶形弹簧套设在导向杆上，导向杆的底板具有支撑于蝶形弹簧底面的支撑面，蝶形弹簧的顶面支撑于第一压紧板的对应侧面上，导向杆的顶部具有与第一压紧板的对应侧面挡止配合的挡止面，且导向杆的支撑面与挡止面之间的距离等于蝶形弹簧施加设定压紧力时的轴向长度。进一步地，所述的导向杆最大直径端面的中心孔与第一压力分散板的圆形表面上的中心孔对齐，且二者通过定位销配合连接。进一步地，所述的万向配合支撑件包括柱状构件和锁紧螺母，柱状构件由第二压紧板的外侧沿其中心孔穿过，并通过锁紧螺母将柱状构件固定在第二压紧板的内侧。进一步地，柱状构件与第二压力分散板的配合端设置有球头结构，该球头与第二压力分散板的圆形表面上的球面凹槽对应形成万向配合。进一步地，第一压紧板和第二压紧板之间通过四根螺纹紧固件固定，四根螺纹紧固件均匀设在第一压紧板和第二压紧板的轴线四周，所述的螺纹紧固件包括连接螺栓和旋转在连接螺栓上的防松螺母，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。进一步地，第一绝缘垫和第二绝缘垫均为长方体结构，其压接表面均为正方形，第一绝缘垫与第二水冷散热器贴合的面的正方形面积以及第二绝缘垫与第三水冷散热器贴合的面的正方形面积均和IGBT功率器件承压面的面积相同；第一绝缘垫和第二绝缘垫上与压接表面垂直的四个面上开有能够增加爬电距离的间隔凹槽。进一步地，第一水冷散热器、第二水冷散热器和第三水冷散热器上均设有防漏水结构。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果:本专利技术的IGBT压接组件采用蝶形弹簧压紧机构、压紧板和螺纹紧固件相结合的方式进行IGBT功率器件压接，通过蝶形弹簧压紧机构的压缩和压紧板之间的螺纹紧固件的拉伸提供所需的压力，能有效消除以往采用刚性连接产生的内应力，提高压接组件的稳定性。进一步地，第一压力分散板和第二压力分散板采用圆台形，方变圆结构，该结构能够很好的把来自蝶形弹簧压紧机构的轴向力或来自万向配合支撑件的单点力均匀的分散到整个IGBT功率器件的承压面上，同时保证施力方向与IGBT功率器件的承压面始终保持垂直。进一步地，本专利技术的IGBT压接组件设计时，蝶形弹簧压紧机构包括蝶形弹簧以及与蝶形弹簧配套使用的导向杆，根据蝶形弹簧的变形量即可得到IGBT功率器件的设定压紧力，也就是说可根据IGBT功率器件的设定压紧力来设计导向杆的支撑面与挡止面之间的间距大小，当蝶形弹簧的轴向长度等于导向柱的支撑面与挡止面之间的间距时，此时，IGBT功率器件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IGBT功率器件的设定压紧力，简化了压接组件的整体结构。进一步地，第一绝缘垫和第二绝缘垫为长方体结构，压接表面为正方形，其中与水冷散热器贴合的面的正方形面积与IGBT功率器件承压面的面积相同，确保IGBT功率器件整个承压面均匀受力；与压力分散板贴合的面设有正方形凹槽，凹槽与压力分散板方形台面完好配合；第一绝缘垫和第二绝缘垫中与压接表面垂直的四个面开有增加爬电距离的间隔凹槽，四个棱边导圆角处理；能够在保证压接力有效传递的同时，满足IGBT功率器件高电压的安规要求，减少了 IGBT压接组件的整体尺寸。进一步地，第一水冷散热器、第二水冷散热器和第三水冷散热器上设有防漏水结构，当水管接头连接松动或者其他原因出现漏水时，能够有效控制溢流水散播的方向，并将溢流水通过专用的排水软管排出模块外。【附图说明】图1为本专利技术的主视图；图2为本专利技术图1的剖视图；图3为本专利技术的俯视图；图4为本专利技术的轴测图。其中，1、IGBT功率器件；2、第三水冷散热器；3、第一水冷散热器；4、第二水冷散热器；5、蝶形弹簧；6、第一绝缘垫；7、第二压力分散板；8、第一压力分散板；9、导向杆；10、支撑面；11、挡止面；12、柱状构件；13、锁紧螺母；14、第一压紧板；15、金属螺栓本体；16、绝缘套；17、防松螺母；18、第二绝缘垫；19、第二压紧板。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述:参见图1至图4，一种用于柔性直流输电换流阀功率单元的IGBT压接组件，包括两个间隔并列设置的IGBT功率器件1，IGBT功率器件1的承压面为正方形结构形式，两个IGBT功率器件1之间设有第一水冷散热器3，两个IGBT功率器件1的外侧分别设有第二水冷散热器4和第三水冷散热器2 ;第一水冷散热器3、第二水冷散热器4和第三水冷散热器2上均设有防漏水结构，当水管接头连接松动或者其他原因出现漏水时，能够有效控制溢流水散播的方向，并将溢流水通过专用的排水软管排出模块外，且第一水冷散热器3、第二水冷散热器4和第三水冷散热器2根据IGBT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于柔性直流输电换流阀功率单元的IGBT压接组件，其特征在于，包括两个间隔并列设置的IGBT功率器件(1)，两个IGBT功率器件(1)之间设有第一水冷散热器(3)，两个IGBT功率器件(1)的外侧分别设有第二水冷散热器(4)和第三水冷散热器(2)；第二水冷散热器(4)的外侧依次叠装有第一绝缘垫(6)、第一压力分散板(8)以及第一压紧板(14)，第三水冷散热器(2)的外侧依次叠装有第二绝缘垫(18)、第二压力分散板(7)以及第二压紧板(19)；第一压力分散板(8)和第一压紧板(14)之间设有用于产生压紧力的碟形弹簧压紧机构，第二压力分散板(7)和第二压紧板(19)之间设有用于保证两个IGBT功率器件(1)的承压面受力均匀的万向配合支撑件，第一压紧板(14)和第二压紧板(19)之间通过螺纹紧固件固定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毕良富，田兴，陈名，许树楷，盛俊毅，
申请(专利权)人：特变电工新疆新能源股份有限公司，特变电工西安柔性输配电有限公司，南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65