一种IGBT串联压接封装单元及使用该封装单元的直流断路器制造技术

本发明专利技术提供了一种IGBT串联压接封装单元及使用该封装单元的直流断路器，IGBT串联压接封装单元包括支撑框架和位于支撑框架中的IGBT阀串，支撑框架上于IGBT阀串的一端设置有压装应力锥，支撑框架包括靠近压装应力锥一端的第一法兰板，第一法兰板上螺纹连接有与第一法兰板形成丝杠螺母机构的压力适配器，压力适配器上设置有供压装应力锥的顶杆穿过的穿孔，压力适配器具有与压装应力锥顶压配合的顶压端。本发明专利技术的有益效果在于：压力适配器与第一法兰板螺纹配合，从而可以通过压力适配器的旋转使其在第一法兰板上精确向内移动，直至间隙被精确填满，保证了所施加的压力与保持的压力完全一致，实现了压装力的精确控制，保证了压装效果，提高了压装质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种IGBT串联压接封装单元及使用该封装单元的直流断路器。
技术介绍
绝缘栅双极晶体管（IGBT）是近乎理想的半导体大功率开关器件，具有输入阻抗大、驱动功率小、开关损耗低、高电压及大电流等特点，集MOSFET的栅极电压特性和BJT的低导通电阻特性于一身，应用极为广泛，特别是在风电变流器、光伏逆变器、电机变频器等诸多领域。目前，IGBT串联压接封装单元在柔性直流输电
得到了广泛的应用，压接型IGBT的压接封装方式也是多种多样，比较成熟的压接封装方式主要有立式和卧式两种，压接封装方式的不同与IGBT串联压接封装单元的组成结构是有关系的。申请公布号为CN105355603A，申请公布日为2016.02.24的中国专利技术专利申请公开了一种大组件IGBT压装单元，即一种IGBT串联压接封装单元，包括支撑框架和位于支撑框架中用于固定IGBT阀串的压装单元，所述压装单元包括分别位于IGBT阀串两端的压装应力锥和压力自适应调整机构，压装应力锥和压力自适应调整机构分别与支撑框架两端的金属端板相接。其中，IGBT阀串由散热器和IGBT间隔串联组成；压力自适应调整机构包括压力自适应锥头和压力自适应锥窝，压力自适应锥头的圆柱段上套设有碟簧，用于实现压力加载后的压力保持和应用过程的形变调整；压装应力锥的锥形头部的端面与IGBT阀串的一端贴紧、压装应力锥的圆柱段穿过压力适配器并通过压力适配器与支撑框架一端的金属端板相连接，压装应力锥与压力适配器之间安装有套设于压装应力锥的圆柱段上的调整垫片，调整垫片用于实现IGBT压装过程中压缩形变间隙的填充。压装时，借助外部的液压加载机构，对压装应力锥施加压力，外部压装力通过压装应力锥均匀的向IGBT和散热器施加压力，并逐渐达到IGBT所需的额定压装力。在压力加载过程中，碟簧逐渐被压缩而变形，在压装应力锥与压力适配器之间了一个形变间隙，在外部压装力撤销之前，将与该间隙大小配合的调整垫片填充其间，则在外部压装力撤销后，通过碟簧形变，将压装力保持在IGBT压装单元内部。这种IGBT压装单元结构导致其在压装时存在一个问题，由于是选择与间隙大小配合的调整垫片填充其间，而IGBT压装单元对于压装力的要求是非常苛刻的，压力过高会损坏IGBT，压力过低会造成均压不一致从而影响压装单元的使用性能，如果调整垫片稍大，强塞进去就会加大压装力，如果调整垫片稍小，塞进去后反而会降低压装力，而找到大小刚好合适的调整垫片是非常困难的，因此需要保持的压装力无法精确控制，从而导致压装质量低、压装效果不理想。另外，由于阀串的一端设置有碟簧，当使用过程中碟簧发生变形而被压缩时，塞装到另一端的调整垫片就有可能发生松动，从阀串中掉出来，导致整个IGBT串联压接封装单元无法正常使用。另外，该IGBT压装单元中为了实现支撑框架与IGBT之间的高电位隔离，在压装应力锥外部设置了一个绝缘隔离盘，这样就增加了压装单元的组成器件，导致结构复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种压装力能够精确控制的IGBT串联压接封装单元；本专利技术的目的还在于提供一种使用该封装单元的直流断路器。为了解决上述技术问题，本专利技术中IGBT串联压接封装单元的技术方案为：一种IGBT串联压接封装单元，包括支撑框架和位于支撑框架中的IGBT阀串，支撑框架上于IGBT阀串的一端设置有压装应力锥，支撑框架包括靠近压装应力锥一端的第一法兰板，第一法兰板上螺纹连接有与第一法兰板形成丝杠螺母机构的压力适配器，压力适配器上设置有供压装应力锥的顶杆穿过的穿孔，压力适配器具有与压装应力锥顶压配合的顶压端。所述压力适配器上设置有用于与止动件配合以防止压力适配器转动的止动段。所述止动段包括止转平面，所述第一法兰板上固定有止动件。所述止动段的截面呈六边形，所述止动件上开设有六角孔。所述支撑框架还包括位于另一端的第二法兰板，第一法兰板和第二法兰板之间固定有绝缘拉杆，第一法兰板和第二法兰板之间还固定有用于对IGBT阀串中的散热器进行限位的绝缘限位杆，所述散热器上设置有限位槽。所述压装应力锥为绝缘材质，压装应力锥的锥形端面上开设有用于与IGBT阀串中的散热器定位配合的销孔。本专利技术中直流断路器的技术方案为：一种直流断路器，包括电容器组和与电容器组相连的IGBT串联压接封装单元，IGBT串联压接封装单元包括支撑框架和位于支撑框架中的IGBT阀串，支撑框架上于IGBT阀串的一端设置有压装应力锥，支撑框架包括靠近压装应力锥一端的第一法兰板，第一法兰板上螺纹连接有与第一法兰板形成丝杠螺母机构的压力适配器，压力适配器上设置有供压装应力锥的顶杆穿过的穿孔，压力适配器具有与压装应力锥顶压配合的顶压端。所述压力适配器上设置有用于与止动件配合以防止压力适配器转动的止动段。所述止动段包括止转平面，所述第一法兰板上固定有止动件。所述止动段的截面呈六边形，所述止动件上开设有六角孔。本专利技术的有益效果在于：压力适配器与第一法兰板螺纹连接形成了丝杠螺母机构，压装应力锥的顶杆穿过压力适配器上的穿孔，压力适配器的顶压端与压装应力锥顶压配合，这样当对顶杆加载外力使压装应力锥与压力适配器之间出现间隙时，就可以旋转压力适配器使其直线移动，最终将间隙填满，从而使顶压端与压装应力锥顶压配合，相比现有技术中在间隙内塞垫片的方式，本专利技术采用的是压力适配器与第一法兰板螺纹配合，利用螺纹配合的结构特点和优势，从而可以通过压力适配器的旋转使其在第一法兰板上精确向内移动，直至间隙被精确填满，保证了所施加的压力与保持的压力完全一致，实现了压装力的精确控制，不会出现因垫片不合适而造成的压力过大和过小问题，保证了压装效果，提高了压装质量。附图说明图1为本专利技术中直流断路器的一个实施例中的IGBT串联压接封装单元的立体结构图；图2为图1的主视剖切图；图3为IGBT串联压接封装单元中支撑框架的立体结构图；图4为图3的主视图；图5为IGBT串联压接封装单元中碟簧组件的结构示意图；图6为IGBT串联压接封装单元中压力加载适配器的结构示意图；图7为IGBT串联压接封装单元在装配完成后、压力未加载前的结构图；图8为IGBT串联压接封装单元在压力加载时的结构图；图9为IGBT串联压接封装单元在压力加载完成后、保压状态的结构图；图10为IGBT串联压接封装单元中止动板和绝缘限位杆的装配原理结构图；图11为第二散热器的结构示意图；图12为图11的左视剖切图；图13为图12中的局部放大图。图中：1.第一法兰板；2.第二法兰板；3.绝缘拉杆；4.螺母；5.第二散热器；51.销孔二；52.弧形卡槽；53.IGBT安装卡槽；54.引出母排；6.第一散热器；7.IGBT；8.定位销；9.IGBT驱动板；10.碟簧；11.碟簧柱塞；12.压力自动调整块；13.应力锥；14.压力加载适配器；141.顶压端；142.螺纹段；143.止动段；15.止动板；16.固定螺钉；17.绝缘限位杆；18.固定孔；19.螺纹孔；20.限位杆固定孔；21.螺钉孔；22.碟簧柱塞穿孔。具体实施方式直流断路器的一个实施例如图1~图13所示，包括电容器组（图中未示出）和与电容器组相连的IGBT串联压接封装单元，IGBT串联压接封装单元包括支撑框架和位于支撑框架中的IGBT阀串，所述支撑框架包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IGBT串联压接封装单元，包括支撑框架和位于支撑框架中的IGBT阀串，支撑框架上于IGBT阀串的一端设置有压装应力锥，支撑框架包括靠近压装应力锥一端的第一法兰板，其特征在于：第一法兰板上螺纹连接有与第一法兰板形成丝杠螺母机构的压力适配器，压力适配器上设置有供压装应力锥的顶杆穿过的穿孔，压力适配器具有与压装应力锥顶压配合的顶压端。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT串联压接封装单元，包括支撑框架和位于支撑框架中的IGBT阀串，支撑框架上于IGBT阀串的一端设置有压装应力锥，支撑框架包括靠近压装应力锥一端的第一法兰板，其特征在于：第一法兰板上螺纹连接有与第一法兰板形成丝杠螺母机构的压力适配器，压力适配器上设置有供压装应力锥的顶杆穿过的穿孔，压力适配器具有与压装应力锥顶压配合的顶压端。2.根据权利要求1所述的IGBT串联压接封装单元，其特征在于：所述压力适配器上设置有用于与止动件配合以防止压力适配器转动的止动段。3.根据权利要求2所述的IGBT串联压接封装单元，其特征在于：所述止动段包括止转平面，所述第一法兰板上固定有止动件。4.根据权利要求3所述的IGBT串联压接封装单元，其特征在于：所述止动段的截面呈六边形，所述止动件上开设有六角孔。5.根据权利要求1~4任意一项所述的IGBT串联压接封装单元，其特征在于：所述支撑框架还包括位于另一端的第二法兰板，第一法兰板和第二法兰板之间固定有绝缘拉杆，第一法兰板和第二法兰板之间还固定有用于对IGBT阀串中的散热器进行限位的绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴军辉，耿杰，刘恒，赵芳帅，钟建英，程铁汉，高树同，王鹏，邓渊，袁婷婷，张培园，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，北京平高清大科技发展有限公司，国家电网公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：河南;41