光控晶闸管元件管壳制造技术

本实用新型专利技术涉及特高压直流输电工程中的一种光控晶闸管元件管壳，包括阴极模块及阳极模块，所述阴极模块包括阴极电极及同心封接在所述阴极电极外缘的阴极法兰，所述阳极模块包括上下叠合、同心封接的阳极法兰、阳极瓷环及阳极应力环，所述阳极应力环同心封接在阳极电极的外缘，所述阴极电极上开有轴向通孔，所述阴极电极的上表面上开设有与所述通孔相连通的凹槽，所述阴极电极的下表面上开设有与所述通孔相连通的沉孔，所述沉孔内设置有光控蓝宝石窗口模块。本实用新型专利技术通过在阴极电极上设置光控蓝宝石窗口模块，实现了光触发的结构要求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

Light controlled thyristor element shell

The utility model relates to a thyristor component casing of UHVDC transmission project, including cathode and anode module module, the cathode module includes a cathode electrode and cathode in concentric sealing flange of the outer edge of the cathode electrode and the anode module includes upper and lower laminated, concentric sealing anode the porcelain ring flange, anode and anode stress ring, the anode stress of concentric rings of sealing in the outer edge of the anode electrode, the cathode electrode is provided with an axial through hole, the cathode electrode on the surface is provided with a through hole communicated with the groove, the lower surface of the cathode electrode provided with a hole and the through hole is communicated, the sink hole is arranged in the light sapphire window module. The utility model realizes the structure requirement of the light triggering by setting a light controlled sapphire window module on the cathode electrode.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及特高压直流输电技术(HVDC)，属于远距离直流输电技术与产品项目，具体地说是一种光控晶间管元件管壳。
技术介绍
目前，所有的高压直流输电工程都采用高电压、大电流的晶闸管。为了适应我国国民经济飞速发展的形势，在“十二五”期间，国家将重点发展特高压直流输电技术，配合西南水电、西北华北煤电和风电基地开发，建设锦屏一江苏等11回特高压直流输电工程，建成青藏直流联网工程，满足西藏供电，实现西藏电网与西北主网联网。针对电力外送问题，国家电网公司提出了采用士800KV特高压直流输电的设想，此方案已得到了国家发改委的正式批准。传统的晶闸管采用电触发(ETT)原理，光控晶闸管依靠光触发(LTT)原理实现晶闸管功能，相对于传统的电触发晶闸管具有更高灵敏度、更易实现对过压的自保护性能和措施和正向恢复自保护(FRP)。光控晶闸管作为一种功率半导体器件是在30多年前发展起来的并应用于直流输电应用领域，其最突出特点是采用全控型电力电子器件IGBT，与采用传统晶间管直流输电相比，其系统反应速度快、可控性较好、运行方式灵活，比常规直流输电能极大地减少系统短路，还能向无源电网供电，是解决大面积区域停电、实现远距离孤立送电的有效途径。上述特高压直流输电工程采用的换流阀，其关键部件是5英寸光控晶闸管元件管壳，目前，还没有厂家设计、制造。
技术实现思路
本技术针对上述问题，提供一种适用于特高压直流输电工程的光控晶闸管元件管壳。按照本技术的技术方案一种光控晶闸管元件管壳，包括阴极模块及阳极模块，所述阴极模块包括阴极电极及同心封接在所述阴极电极外缘的阴极法兰，所述阳极模块包括上下叠合、同心封接的阳极法兰、阳极瓷环及阳极应力环，所述阳极应力环同心封接在阳极电极的外缘，所述阴极电极上开有轴向通孔，所述阴极电极的上表面上开设有与所述通孔相连通的凹槽，所述阴极电极的下表面上开设有与所述通孔相连通的沉孔，所述沉孔内设置有光控蓝宝石窗口模块。所述光控蓝宝石窗口模块包括窗口瓷环及蓝宝石，所述窗口瓷环及所述蓝宝石依次同心封接在所述通孔的端部。所述窗口瓷环采用95%氧化铝陶瓷。所述阳极瓷环采用95%氧化铝陶瓷。所述阳极瓷环的外壁上设置有多道凸环。所述阳极电极的外缘上设置有阳极铜环，所述阳极铜环位于所述阳极应力环的下部。本技术的技术效果在于本技术通过在阴极电极上设置光控蓝宝石窗口模块，实现了光触发的结构要求；在阳极瓷环的外壁上设置了多道凸环，增加了爬电距离； 在阳极电极的上设置有阳极铜环，提高了晶闸管的散热效果。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为图1中的阴极模块的结构示意图。图3为图2的局部俯视图。图4为图2中的A处放大图。图5为图1中的阳极模块的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步的说明。图广图5中，包括阴极电极1、阴极法兰2、蓝宝石3、窗口瓷环4、阳极电极5、阳极铜环6、阳极应力环7、阳极瓷环8、阳极法兰9、阴极模块10、阳极模块11、沉孔12、通孔13、 凹槽14、凸环15等。如图1所示，本技术是一种5英寸光控晶闸管元件管壳，由阴极模块10与阳极模块11组合而成。阴极模块10和阳极模块11采用95%氧化铝瓷与铜电极通过陶瓷金属化达到封接。如图2、图3所示，上述阴极模块10包括阴极电极1及同心封接在阴极电极1外缘的阴极法兰2。阴极电极1及阴极法兰2均由铜制成。在阴极电极1上开有轴向通孔13，阴极电极1的上表面上开设有与通孔13相连通的凹槽14，凹槽14用来安装光控元件。阴极电极1的下表面上开设有与通孔13相连通的沉孔12，沉孔12内设置有光控窗口模块。如图4所示，光控蓝宝石窗口模块包括窗口瓷环4及蓝宝石3，窗口瓷环4及蓝宝石3依次同心封接在通孔13的端部。窗口瓷环4采用95%氧化铝陶瓷。如图5所示，阳极模块11包括上下叠合、同心封接的阳极法兰9、阳极瓷环8及阳极应力环7，阳极应力环7同心封接在阳极电极5的外缘。阳极法兰9、阳极应力环7及阳极电极5由铜制成，阳极瓷环8采用95%氧化铝陶瓷。阳极瓷环8的外壁上设置有多道凸环15，以增加爬电距离。阳极电极5的外缘上还设置有阳极铜环6，阳极铜环6位于阳极应力环7的下部。 阳极铜环6可有效提高晶闸管的散热效果。本技术通过对阴极模块10进行特殊设计，在阴极电极1上设置光控蓝宝石窗口模块，实现了光触发的结构要求。本技术采用高精密加工技术制造而成，具备5英寸晶闸管高气密性、高稳定性、高可靠性的要求，确保了 5英寸晶闸管工作于重复峰值电压8000V，通态平均电流3400A 的状态。其技术指标封接气密性彡1 X IO-8PamVS ；铜电极平面度彡0. 015mm ；蓝宝石窗口透光率彡99. 99% ；蓝宝石窗口抗拉力彡10Kg。权利要求1.一种光控晶间管元件管壳，包括阴极模块(10)及阳极模块(11)，所述阴极模块(10) 包括阴极电极(1)及同心封接在所述阴极电极(1)外缘的阴极法兰(2)，所述阳极模块(11) 包括上下叠合、同心封接的阳极法兰(9)、阳极瓷环(8)及阳极应力环(7)，所述阳极应力环 (7)同心封接在阳极电极(5)的外缘，其特征是所述阴极电极(1)上开有轴向通孔(13)，所述阴极电极(1)的上表面上开设有与所述通孔(13)相连通的凹槽(14)，所述阴极电极(1) 的下表面上开设有与所述通孔(13)相连通的沉孔(12)，所述沉孔(12)内设置有光控蓝宝石窗口模块。2.按照权利要求1所述的光控晶间管元件管壳，其特征是所述光控蓝宝石窗口模块包括窗口瓷环(4)及蓝宝石(3)，所述窗口瓷环(4)及所述蓝宝石(3)依次同心封接在所述通孔(13)的端部。3.按照权利要求2所述的光控晶闸管元件管壳，其特征是所述窗口瓷环(4)采用95% 氧化铝陶瓷。4.按照权利要求1所述的光控晶闸管元件管壳，其特征是所述阳极瓷环(8)采用95%氧化铝陶瓷。5.按照权利要求1或4所述的光控晶闸管元件管壳，其特征是所述阳极瓷环(8)的外壁上设置有多道凸环(15)。6.按照权利要求1所述的光控晶闸管元件管壳，其特征是所述阳极电极(5)的外缘上设置有阳极铜环(6)，所述阳极铜环(6)位于所述阳极应力环(7)的下部。专利摘要本技术涉及特高压直流输电工程中的一种光控晶闸管元件管壳，包括阴极模块及阳极模块，所述阴极模块包括阴极电极及同心封接在所述阴极电极外缘的阴极法兰，所述阳极模块包括上下叠合、同心封接的阳极法兰、阳极瓷环及阳极应力环，所述阳极应力环同心封接在阳极电极的外缘，所述阴极电极上开有轴向通孔，所述阴极电极的上表面上开设有与所述通孔相连通的凹槽，所述阴极电极的下表面上开设有与所述通孔相连通的沉孔，所述沉孔内设置有光控蓝宝石窗口模块。本技术通过在阴极电极上设置光控蓝宝石窗口模块，实现了光触发的结构要求。文档编号H01L31/111GK201946618SQ20112006499公开日2011年8月24日 申请日期2011年3月14日 优先权日2011年3月14日专利技术者王晓刚, 马纲 申请人:无锡小天鹅陶瓷有限责任公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光控晶闸管元件管壳，包括阴极模块（１０）及阳极模块（１１），所述阴极模块（１０）包括阴极电极（１）及同心封接在所述阴极电极（１）外缘的阴极法兰（２），所述阳极模块（１１）包括上下叠合、同心封接的阳极法兰（９）、阳极瓷环（８）及阳极应力环（７），所述阳极应力环（７）同心封接在阳极电极（５）的外缘，其特征是：所述阴极电极（１）上开有轴向通孔（１３），所述阴极电极（１）的上表面上开设有与所述通孔（１３）相连通的凹槽（１４），所述阴极电极（１）的下表面上开设有与所述通孔（１３）相连通的沉孔（１２），所述沉孔（１２）内设置有光控蓝宝石窗口模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马纲，王晓刚，
申请(专利权)人：无锡小天鹅陶瓷有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：32