一种特高压柔直换流阀功率模块阀串结构制造技术

一种特高压柔直换流阀功率模块阀串结构，包括大功率器件，大功率器件外侧分别设置有水冷散热器，水冷散热器不与大功率器件接触的一侧配置有绝缘垫块，绝缘垫块外侧设置有压力分散块，压力分散块不与绝缘垫快接触的一侧分别设置有四合一压板，四合一压板通过拉杆组件相连接；由于四合一压板中间设置有两个直径不等的圆环，直径大的圆环向压板厚度方向的一侧凸起，直径小的圆环向压板厚度方向的另一侧凸起，两个圆环之间呈圆锥状过渡，最终在小圆环的中间形成中心球头，能够代替现有技术中的多个配件，从而减少了误差，具有结构简单，操作方便和提高了效率和质量的特点，同时能够满足大功率器件的压接使用要求。功率器件的压接使用要求。功率器件的压接使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种特高压柔直换流阀功率模块阀串结构


[0001]本专利技术属于柔性直流输电
，具体涉及一种特高压柔直换流阀功率模块阀串结构。

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)、IGCT(Integrated Gate
‑
Commutated Thyristors，集成门极换流晶闸管)、IEGT(Injection Enhanced Gate Transistor，注入增强栅晶体管)、晶闸管等器件向更高电压和更高电流等级发展。传统的功率器件，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，逐步退出了柔性直流输电领域。新型平板全压接式大功率器件(简称“大功率器件”)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。
[0004]在以往的工程中，柔直换流阀功率模块阀串，一般由两个或者多个并列设置的大功率器件，以及与功率器件交错设置的水冷散热器、端板、碟簧、球头导杆、压力分散板、绝缘垫块、金属拉杆、阀串安装件等构成，满足压接式IGBT使用所需要达到的散热、导电和压紧力要求，但是由于大功率器件电流大、电压等级高，体积小，满足功率器件导电、散热需求等所需的压力值较大，对端板的刚度和强度也提出了较高要求，同时由于蝶簧、球头导杆和端板在配合的同时都存在一定的安装误差，导致在压接的过程中，出现中心轴线不能很好对齐、球头导杆与碟簧和端板之间摩擦阻力较大，导致柔直换流阀功率模块阀串中心对中误差大，大功率器件压接面受力不均匀，影响压接的效果，同时带来柔直换流阀功率模块阀串重量重、体积大、压接效率低下的问题。
[0005]中国专利CN204230223U公开了一种用于不同直径大功率器件的压串结构，包括侧板、锥面下板、球面板、压力过渡板、上板、碟形弹簧、导向套、球面顶栓、锥面顶板、过渡板、压层结构一、压层结构二；球面顶栓压紧锥面顶板，球面顶栓与导向套固定连接，碟形弹簧一端抵靠在锥面顶板，另一端抵靠在导向套的端沿上，锥面顶板、过渡板、压层结构一、压力过渡板、压层结构二、球面板、锥面下板由上至下依次压紧，上板与锥面下板通过侧板连接固定。优点是：采用在不同直径的功率器件间增加过渡板，保证了压串结构在不同直径的功率器件间传递压力的分布均匀性，压力值调节更加准确、方便、可靠。但该专利主要针对柔直换流阀不同直径大功率器件的压接结构进行阐述，重点在于解决大功率器件直径差别较大带来的压接困难问题，并不能解决零件数量多，误差大的缺点。
[0006]中国专利CN103489856A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。两夹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，但具有结构复杂，误差大的缺点。

技术实现思路

[0007]为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种特高压柔直换流阀功率模块阀串结构，利用四合一压板的设计，将传统功率模块阀串中碟簧、球头导杆、端板、阀串安装件的作用合为一体，大大减少了压接零部件的数量，降低了装配误差，具有结构简单，体积小，重量轻，压接操作方便的特点。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种特高压柔直换流阀功率模块阀串结构，包括大功率器件200，大功率器件200外侧分别设置有水冷散热器100，水冷散热器100不与大功率器件200接触的一侧配置有绝缘垫块300，绝缘垫块300外侧设置有压力分散块400，压力分散块400不与绝缘垫块300接触的一侧分别设置有四合一压板500，四合一压板500通过拉杆组件600相连接。
[0010]所述大功率器件200数量为两个或两个以上，每个大功率器件200均设置在两块水冷散热器100中间。
[0011]所述四合一压板500采用弹性材料。
[0012]所述的四合一压板500周边设置有对称的拉杆连接孔504，四合一压板500中间设置有两个直径不等的圆环，直径大的圆环向压板厚度方向的一侧凸起，直径小的圆环向压板厚度方向的另一侧凸起，两个圆环之间呈圆锥状过渡，最终在小圆环的中间形成中心球头501；四合一压板500的一条棱边处设置有折边502，折边502上设置有安装孔503。
[0013]所述的绝缘垫块300为平底碗状中空结构，碗的外部四周开有间隔凹槽301。
[0014]所述绝缘垫块300采用绝缘材料。
[0015]所述压力分散块400通过底部和四周与绝缘垫块300相互配合，压力分散块400上表面设置有过渡圆台402，过渡圆台402的中心设置有中心球窝401，通过中心球窝401与四合一压板500上的中心球头501形成万向配合。
[0016]所述拉杆组件600通过拉杆连接孔504将整个阀串连接起来。
[0017]所述压力分散块400底部面积大于等于大功率器件200的压接面面积。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0019]1、由于四合一压板500采用弹性材料，具有较高的韧性和疲劳强度，同等压力要求下，四合一压板500的厚度远小于现有技术中的端板厚度，从而减少了柔直换流阀功率模块阀串的尺寸和重量。
[0020]2、由于四合一压板500周边设置有对称的拉杆连接孔504，四合一压板500中间设置有两个直径不等的圆环，直径大的圆环向压板厚度方向的一侧凸起，直径小的圆环向压
板厚度方向的另一侧凸起，两个圆环之间呈圆锥状过渡，使四合一压板500具备了现有技术中通过碟形弹簧来产生压紧力的功能，最终在小圆环的中间形成中心球头501，使四合一压板500具备了现有技术中通过球头导杆来实现特高压柔直换流阀功率模块阀串球头找中的功能。
[0021]3、由于四合一压板500的一条棱边处设置有折边502，折边502上设置有安装孔503，能够实现特高压柔直换流阀功率模块阀串在功率模块内部的支撑和安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特高压柔直换流阀功率模块阀串结构，包括大功率器件(200)，其特征在于，大功率器件(200)外侧分别设置有水冷散热器(100)，水冷散热器(100)不与大功率器件(200)接触的一侧配置有绝缘垫块(300)，绝缘垫块(300)外侧设置有压力分散块(400)，压力分散块(400)不与绝缘垫快(300)接触的一侧分别设置有四合一压板(500)，四合一压板(500)通过拉杆组件(600)相连接。2.根据权利要求1所述的一种特高压柔直换流阀功率模块阀串结构，其特征在于，所述大功率器件(200)数量为两个或两个以上，每个大功率器件(200)均设置在两块水冷散热器(100)中间。3.根据权利要求1所述的一种特高压柔直换流阀功率模块阀串结构，其特征在于，所述四合一压板(500)采用弹性材料。4.根据权利要求1或3所述的一种特高压柔直换流阀功率模块阀串结构，其特征在于，所述的四合一压板(500)周边设置有对称的拉杆连接孔(504)，四合一压板(500)中间设置有两个直径不等的圆环，直径大的圆环向压板厚度方向的一侧凸起，直径小的圆环向压板厚度方向的另一侧凸起，两个圆环之间呈圆锥状过渡，最终在小圆环的中间形成中...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕良富，郭磊，陈名，杨斌，周昂，雒雯霞，张金波，曹韵，
申请(专利权)人：特变电工新疆新能源股份有限公司中国南方电网有限责任公司超高压输电公司，
类型：发明
国别省市：