一种柔直换流阀功率单元压接设备及压接方法技术

一种柔直换流阀功率单元压接设备及压接方法，压接设备包括机柜和油压机；所述的机柜包括PLC控制柜，PLC控制柜上方设有显示操作台；所述的油压机包括机座，机座顶部与机身底部相连接，机身顶部两端分别设置有支撑座总成和压头总成；通过PLC控制柜控制油压机中的支撑座总成及压头总成，对IGBT压接组件和晶闸管压接组件进行一次性精准压接，避免了多次压接带来的IGBT损伤、压接质量差、压接效率低下的问题；另外通过PLC控制柜，控制液压油缸对柔直换流阀全桥功率单元和半功率单元进行压接，压接工艺的一致性和压接数据具有可追溯性；具有操作方便、精确度高、安全可靠及实用高效的优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种柔直换流阀功率单元压接设备及压接方法


[0001]本专利技术属于柔性直流输电
，具体涉及一种柔直换流阀功率单元压接设备及压接方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]随着电力电子技术的发展，作为换流阀功率单元核心的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)器件向更高电压和更高电流等级发展。以往使用的焊接式IGBT模块，由于采用单面散热，器件的功率发挥受到限制，不易于串并联、耐盐雾差、耐振动冲击和热疲劳性能差等缺陷逐步退出了柔性直流输电领域。新型平板全压接式大功率IGBT(简称“压接式IGBT”)器件不仅彻底解决了焊接工艺易产生空洞、焊接材料的热疲劳和单面散热效率低下的难题，还消除了因各种零部件产生的热阻、减小了体积和重量，大大提高了IGBT的工作效率和可靠性，非常适宜于目前柔性直流输电系统对换流阀器件的大功率、高电压、高可靠性要求，压接式IGBT器件已经在柔性直流输电系统中广泛运用。随着柔性直流输电技术的成熟，往往在IGBT压接组件的输出回路上增加旁路晶闸管来提高柔性直流换流阀的可靠性。IGBT和晶闸管器件外形不同、满足使用的压紧力值不同，所以需要采用独立的压紧机构来确保IGBT和晶闸管的使用要求，一般将换流阀功率单元压接组件分别定义为IGBT压接组件和晶闸管压接组件。由于受空间因素的限制，以及IGBT与晶闸管之间复杂的电气连接和散热需求，往往两个压接组件之间需要共用水冷散热器和连接铜排，给IGBT和晶闸管的压接使用带来了困难，压接质量差、压接效率低下，且多次压接易带来的IGBT损伤的问题。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种柔直换流阀功率单元压接设备及压接方法，通过柔直换流阀功率单元压接成套设备来满足IGBT压接组件和晶闸管压接组件一次性精准压接，避免了多次压接带来的IGBT损伤、压接质量差、压接效率低下的问题，本专利技术功能齐全、操作方便，精确度高，借助柔直换流阀功率单元压接定位装置和压接流水线，能够简单、高效的完成柔直换流阀功率单元的压接。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种柔直换流阀功率单元压接设备，包括机柜100和油压机200；所述的机柜100包括PLC控制柜101，PLC控制柜101上方设有显示操作台102；所述的油压机200包括机座201，机座201顶部与机身202底部相连接，机身202顶部两端分别设置有支撑座总成203和压头总成204；通过PLC控制柜(101)控制油压机(200)中的支撑座总成(203)及压头总成(204)，对IGBT压接组件(500)和晶闸管压接组件(600)进行一次性压接；通过PLC控制柜(101)，控制
液压油缸对柔直换流阀全桥功率单元和半功率单元进行压接。
[0007]所述的支撑座总成203包括支撑油缸2034，支撑油缸2034的缸体端与机身202顶部相连接，支撑油缸2034的活塞端与支撑梁2033底端相连接，支撑梁2033前端分别与的普通承力头2031和补偿承力头2032的连接端相连接，补偿承力头2032游离端设有补偿器2037；支撑油缸2034的两侧分别设有限位油缸2036，限位油缸2036的缸体端与机身202顶部相连接，限位油缸2036的活塞端与限位臂2035的一端相连接，限位臂2035的另一端在伸出状态下，与支撑梁2033相抵触，对支撑梁2033进行支撑。
[0008]所述压头总成204包括主动油缸Ⅰ2041和主动油缸Ⅱ2042，主动油缸Ⅰ2041和主动油缸Ⅱ2042的缸体端与机身202顶部相连接，主动油缸Ⅰ2041的活塞端前端依次连接压力传感器Ⅰ2043与四爪压头2045，主动油缸Ⅱ2042的活塞端前端依次连接压力传感器Ⅱ2044与平板压头2046，四爪压头2045后端与平板压头2046后端分别设有滑套固定座2048，滑套固定座2048底端固定于机身202顶部，滑套固定座2048内穿设有伸缩导杆2047，两根伸缩导杆2047分别对应连接于主动油缸Ⅰ2041缸体与四爪压头2045之间、主动油缸Ⅱ2042缸体与平板压头2046之间，并随主动油缸Ⅰ2041和主动油缸Ⅱ2042的伸缩，在对应的滑套固定座2048内来回运动。
[0009]所述机身202呈两端高，中间低的马鞍形，机身202顶部两端分别通过螺栓与支撑座总成203及压头总成204的底部可拆卸连接，支撑座总成203及压头总成204的底部与机身202顶部两端之间，还设有卡键2049。
[0010]所述补偿承力头2032根据需要配置不同的补偿器2037，来匹配柔直换流阀半桥功率单元和全桥功率单元的压接。
[0011]所述支撑油缸2034的活塞端、限位油缸2036的活塞端、主动油缸Ⅰ2041和主动油缸Ⅱ2042的活塞端上分别设有位移传感器。
[0012]所述PLC控制柜101内集成有空气开关、继电器及PLC控制器，其中空气开关为整个控制柜的电源控制，空气开关的电力输出端通过继电器与PLC控制器自带的24VDC电源输入端相连接；PLC控制器的信号输入端分别连接支撑油缸2034的活塞端、限位油缸2036的活塞端、主动油缸Ⅰ2041和主动油缸Ⅱ2042的活塞端上的位移传感器的信号输出端，以及压力传感器Ⅰ2043、压力传感器Ⅱ2044的信号输出端，PLC控制器的信号输出端分别与显示操作台102上的显示屏及讯响器的信号输入端相连接，PLC控制器的信号输出端还通过支撑油缸2034的活塞端、限位油缸2036的活塞端、主动油缸Ⅰ2041和主动油缸Ⅱ2042的伺服控制器控制油缸的伸缩运动。
[0013]一种柔直换流阀功率单元压接设备的压接方法，具体包括以下步骤：
[0014]Stp1：根据需要，通过PLC控制器，在油压机200的最大压紧力范围内对压力档位进行预设，并根据压接需要设置单油缸工作或多油缸工作方式及相关参数；根据柔直换流阀半桥单元或全桥功率单元，在补偿承力头2032上安装对应的补偿器2037；将IGBT压接组件500和晶闸管压接组件600的各器件通过流水线300上的定位装置400准确码放和装夹定位于压接流水线300上，随着压接流水线300送至压接工位；
[0015]Stp2：打开电源，在Stp1预设的压力档位内，选择相应的压力档位，启动支撑油缸2034，其活塞端伸出，普通承力头2031、补偿承力头2032、支撑梁2033随着支撑油缸2034伸出，支撑油缸2034的位移传感器将位移信号传输至PLC控制器，当PLC控制器监测到支撑油
缸2034伸出到机械支撑位置后，启动限位油缸2036，带动限位臂2035旋转伸出，限位油缸2036的位移传感器将位移信号传输至PLC控制器；
[0016]Stp3：当PLC控制器监测到限位油缸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔直换流阀功率单元压接设备，包括机柜(100)和油压机(200)；其特征在于：所述的机柜(100)包括PLC控制柜(101)，PLC控制柜(101)上方设有显示操作台(102)；所述的油压机(200)包括机座(201)，机座(201)顶部与机身(202)底部相连接，机身(202)顶部两端分别设置有支撑座总成(203)和压头总成(204)；通过PLC控制柜(101)控制油压机(200)中的支撑座总成(203)及压头总成(204)，对IGBT压接组件(500)和晶闸管压接组件(600)进行一次性压接；通过PLC控制柜(101)控制液压油缸对柔直换流阀全桥功率单元和半功率单元进行压接。2.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀功率单元压接设备，其特征在于：所述的支撑座总成(203)包括支撑油缸(2034)，支撑油缸(2034)的缸体端与机身(202)顶部相连接，支撑油缸(2034)的活塞端与支撑梁(2033)底端相连接，支撑梁(2033)前端分别与的普通承力头(2031)和补偿承力头(2032)的连接端相连接，补偿承力头(2032)游离端设有补偿器(2037)；支撑油缸(2034)的两侧分别设有限位油缸(2036)，限位油缸(2036)的缸体端与机身(202)顶部相连接，限位油缸(2036)的活塞端与限位臂(2035)的一端相连接，限位臂(2035)的另一端在伸出状态下，与支撑梁(2033)相抵触，对支撑梁(2033)进行支撑。3.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀功率单元压接设备，其特征在于：所述压头总成(204)包括主动油缸Ⅰ(2041)和主动油缸Ⅱ(2042)，主动油缸Ⅰ(2041)和主动油缸Ⅱ(2042)的缸体端与机身(202)顶部相连接，主动油缸Ⅰ(2041)的活塞端前端依次连接压力传感器Ⅰ(2043)与四爪压头(2045)，主动油缸Ⅱ(2042)的活塞端前端依次连接压力传感器Ⅱ(2044)与平板压头(2046)，四爪压头(2045)后端与平板压头(2046)后端分别设有滑套固定座(2048)，滑套固定座(2048)底端固定于机身(202)顶部，滑套固定座(2048)内穿设有伸缩导杆(2047)，两根伸缩导杆(2047)分别对应连接于主动油缸Ⅰ(2041)缸体与四爪压头(2045)之间、主动油缸Ⅱ(2042)缸体与平板压头(2046)之间，并随主动油缸Ⅰ(2041)和主动油缸Ⅱ(2042)的伸缩，在对应的滑套固定座(2048)内来回运动。4.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀功率单元压接设备，其特征在于：所述机身(202)呈两端高，中间低的马鞍形，机身(202)顶部两端分别通过螺栓与支撑座总成(203)及压头总成(204)的底部可拆卸连接，支撑座总成(203)及压头总成(204)的底部与机身(202)顶部两端之间，还设有卡键(2049)。5.根据权利要求2所述的一种柔直换流阀功率单元压接设备，其特征在于：所述补偿承力头(2032)根据需要配置不同的补偿器(2037)，来匹配柔直换流阀半桥功率单元和全桥功率单元的压接。6.根据权利要求2所述的一种柔直换流阀功率单元压接设备，其特征在于：所述支撑油缸(2034)的活塞端、限位油缸(2036)的活塞端、主动油缸Ⅰ(2041)和主动油缸Ⅱ(2042)的活塞端上分别设有位移传感器。7.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀功率单元压接设备，其特征在于：所述PLC控制柜(101)内集成有空气开关、继电器及PLC控制器，其中空气开关为整个控制柜的电源控制，空气开关的电力输出端通过继电器与PLC控制器自带的24VDC电源输入端相连接；PLC控制器的信号输入端分别连接支撑油缸(2034)的活塞端、限位油缸(2036)的活塞端、主动油缸Ⅰ(2041)和主动油缸Ⅱ(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕良富，蔺广科，杨斌，郭磊，周昂，
申请(专利权)人：特变电工新疆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：