一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，所述裝置包括晶閘管、設(shè)置在所述晶閘管陰陽極端兩側(cè)的導(dǎo)電母排和設(shè)置在所述導(dǎo)電母排兩側(cè)的金屬端板；所述晶閘管陰極端的導(dǎo)電母排與其外側(cè)的所述金屬端板間設(shè)有絕緣隔離塊；所述晶閘管陽極端的導(dǎo)電母排與其外側(cè)的所述金屬端板間由外到內(nèi)依次設(shè)有碟簧和調(diào)節(jié)件，所述金屬端板間通過緊固件連接。本申請裝置在很小的空間內(nèi)為晶閘管提供了工作所需的壓裝力，減小了結(jié)構(gòu)的尺寸并滿足絕緣要求。
【專利說明】 一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實用新型涉及一種晶閘管裝置，更具體涉及一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置。
【背景技術(shù)】:
[0002]電壓源換流器結(jié)構(gòu)有很多種，本申請所涉及的電壓源換流器，采用的是模塊化多電平(MMC)結(jié)構(gòu)。模塊化多電平換流器(MMC)閥是由多個IGBT子模塊(SM)進行級聯(lián)而成的。圖1所示為一個MMC閥的子模塊原理圖，圖中元件包括:I’快速旁路開關(guān)、2’短路保護晶閘管、3’均壓電阻、4’控制單元。
[0003]在世界上，西門子公司采用模塊化多電平(MMC)結(jié)構(gòu)的電壓源換流器。經(jīng)檢索，未發(fā)現(xiàn)該公司有與類似的晶閘管裝置，相關(guān)的專利、專利申請及文章。
[0004]在上海南匯柔直示范工程中，類似的晶閘管裝置，也應(yīng)用于子模塊結(jié)構(gòu)中。但該結(jié)構(gòu)體積大，絕緣形式較復(fù)雜。
[0005]圖1所示為子模塊的原理圖，本申請是將保護晶閘管，接入子模塊主電路的結(jié)構(gòu)。此外，晶閘管作為大功率半導(dǎo)體器件，有其特殊的工作條件。本申請針對晶閘管所需的工作條件，設(shè)計出的結(jié)構(gòu)解決了晶閘管工作時需要的壓裝力要求。作為高電壓設(shè)備的一部分，晶閘管長期耐受高電壓，本發(fā)明還解決了高電壓工作條件下的空氣凈距和爬距要求。
實用新型內(nèi)容:
[0006]本實用新型的目的是提供一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，該裝置解決了晶閘管工作時需要的壓裝力要求。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，所述裝置包括晶閘管、設(shè)置在所述晶閘管陰陽極端兩側(cè)的導(dǎo)電母排和設(shè)置在所述導(dǎo)電母排兩側(cè)的金屬端板；所述晶閘管陰極端的導(dǎo)電母排與其外側(cè)的所述金屬端板間設(shè)有絕緣隔離塊；所述晶閘管陽極端的導(dǎo)電母排與其外側(cè)的所述金屬端板間由外到內(nèi)依次設(shè)有碟簧和調(diào)節(jié)件，所述金屬端板間通過緊固件連接。
[0008]本實用新型提供的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，所述絕緣隔離塊通過其頂端和底端設(shè)有的翼緣使其超出所述導(dǎo)電母排長度。
[0009]本實用新型提供的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，所述調(diào)節(jié)件包括球頭和球窩；所述球頭為沿所述晶閘管方向的接觸面為凸球面的調(diào)節(jié)塊，所述球窩為沿所述導(dǎo)電母排方向的接觸面為與所述凸球面相匹配的凹球面的調(diào)節(jié)塊。
[0010]本實用新型提供的另一優(yōu)選的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，所述導(dǎo)電母排分別為長母排和彎母排。
[0011]本實用新型提供的再一優(yōu)選的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，所述陰陽極導(dǎo)電母排的同一端分別設(shè)有四個圓孔。
[0012]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，所述晶閘管裝置通過長母排固定在電路中。
[0013]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，所述緊固件為螺栓。
[0014]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，所述螺栓外部包有絕緣指套。
[0015]和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本實用新型提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果:
[0016]1、本實用新型中的金屬端板加碟簧的結(jié)構(gòu)，在很小的空間內(nèi)為晶閘管提供了工作所需的壓裝力，有利于減小了結(jié)構(gòu)的尺寸；
[0017]2、本實用新型中的導(dǎo)電母排既將結(jié)構(gòu)接入電路，又為子模塊引出對外接口，同時起到結(jié)構(gòu)固定的作用；
[0018]3、本實用新型中絕緣隔離塊的翼緣設(shè)計，使得絕緣隔離塊利用小的厚度尺寸，提供了足夠的絕緣距離；
[0019]4、本實用新型的絕緣指套有利于裝置占用小的空間，且滿足絕緣要求；
[0020]5、本實用新型中通過該絕緣指套兼顧本申請裝置的緊湊性和電氣的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為多電平換流器(MMC)閥子模塊原理示意圖；
[0022]圖2為本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]其中，1-金屬端板，2-導(dǎo)電母排，3-絕緣隔離塊，4-晶閘管，5-絕緣指套，6-調(diào)節(jié)件，7-碟簧；
[0024]I’ -快速旁路開關(guān)，2’ -短路保護晶閘管，3’ -均壓電阻，4’ -控制單元。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合實施例對實用新型作進一步的詳細(xì)說明。
[0026]實施例1:
[0027]如圖1-2所示，本例的實用新型晶閘管裝置包括晶閘管4、設(shè)置在所述晶閘管4陰陽極端兩側(cè)的導(dǎo)電母排2和設(shè)置在所述導(dǎo)電母排2兩側(cè)的金屬端板I ;所述晶閘管4陰極端的導(dǎo)電母排2與其外側(cè)的所述金屬端板I間設(shè)有絕緣隔離塊3 ；所述晶閘管4陽極端的導(dǎo)電母排2與其外側(cè)的所述金屬端板I間由外到內(nèi)依次設(shè)有碟簧7和調(diào)節(jié)件6，所述金屬端板I間通過緊固件連接。
[0028]所述晶閘管裝置通過兩端的金屬端板1、碟簧7以及螺栓將所有的元件壓在一起。所述金屬端板I和螺栓的緊固件的作用是，通過限位來使碟簧7處于壓縮狀態(tài)，從而使晶閘管裝置內(nèi)部始終存在源自于碟簧7的壓緊力。
[0029]所述調(diào)節(jié)件6包括球頭和球窩；所述球頭為沿所述晶閘管4方向的接觸面為凸球面的調(diào)節(jié)塊，所述球窩為沿所述導(dǎo)電母排2方向的接觸面為與所述凸球面相匹配的凹球面的調(diào)節(jié)塊。
[0030]所述球頭、球窩由相互配合的凸球面和凹球面來實現(xiàn)其調(diào)節(jié)功能。在晶閘管裝置中，通過球頭、球窩結(jié)構(gòu)，可以有效解決該裝置的穩(wěn)定性。所述球頭、球窩的接觸面上的正壓力，是必然指向球心的。因此，通過保證球頭、球窩的加工精度，就可以將側(cè)向壓力降到很低。
[0031]所述導(dǎo)電母排2分別為長母排和彎母排，所述陰陽極導(dǎo)電母排2的同一端分別設(shè)有四個圓孔，這一端起到外聯(lián)功能，即子模塊的對外接口。所述晶閘管裝置通過長母排固定在子模塊電路中。
[0032]所述絕緣隔離塊3通過其頂端和底端設(shè)有的翼緣使所述絕緣隔離塊3超出所述導(dǎo)電母排2長度。所述緊固件為螺栓，所述螺栓外部包有絕緣指套5。為了縮小所述裝置的空間尺寸，所述螺栓和晶閘管4陰極之間的距離就被壓縮的很小。所述絕緣指套5的作用就是增加兩個金屬部件之間的絕緣距離。
[0033]在非導(dǎo)通狀態(tài)下，所述晶閘管4陰陽極兩端分別處于兩個電位。在圖3中，所述晶閘管4的左邊為陰極，右邊為陽極。與所述晶閘管4陰極接觸的陰極導(dǎo)電母排2和晶閘管4陰極等電位。與所述晶閘管4陽極接觸的陽極導(dǎo)電母排2，球頭、球窩、碟簧7、金屬端板I以及螺栓處于同一電位。這兩部分元件間存在電位差。所述絕緣隔離塊3起到隔離陰極導(dǎo)電母排2和金屬端板I的作用。所述絕緣隔離塊3兩端的翼緣增大了陰極導(dǎo)電母排2和金屬端板I之間的凈距和爬距，起到很大的絕緣隔離功能。
[0034]最后應(yīng)該說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細(xì)說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，所述裝置包括晶閘管、設(shè)置在所述晶閘管陰陽極端兩側(cè)的導(dǎo)電母排和設(shè)置在所述導(dǎo)電母排兩側(cè)的金屬端板；其特征在于:所述晶閘管陰極端的導(dǎo)電母排與其外側(cè)的所述金屬端板間設(shè)有絕緣隔離塊；所述晶閘管陽極端的導(dǎo)電母排與其外側(cè)的所述金屬端板間由外到內(nèi)依次設(shè)有碟簧和調(diào)節(jié)件，所述金屬端板間通過緊固件連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，其特征在于:所述絕緣隔離塊通過其頂端和底端設(shè)有的翼緣使其超出所述導(dǎo)電母排長度。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，其特征在于:所述調(diào)節(jié)件包括球頭和球窩；所述球頭為沿所述晶閘管方向的接觸面為凸球面的調(diào)節(jié)塊，所述球窩為沿所述導(dǎo)電母排方向的接觸面為與所述凸球面相匹配的凹球面的調(diào)節(jié)塊。
4.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，其特征在于:所述導(dǎo)電母排分別為長母排和彎母排。
5.如權(quán)利要求4所述的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，其特征在于:所述陰陽極導(dǎo)電母排的同一端分別設(shè)有四個圓孔。
6.如權(quán)利要求4所述的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，其特征在于:所述晶閘管裝置通過長母排固定在電路中。
7.如權(quán)利要求1所述的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，其特征在于:所述緊固件為螺栓。
8.如權(quán)利要求7所述的一種用于電壓源換流器功能單元的晶閘管裝置，其特征在于:所述螺栓外部包有絕緣指套。
【文檔編號】H02M7/00GK203608095SQ201320665116
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】欒洪洲, 屈海濤, 張升, 李云鵬, 謝劍 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞電力工程有限公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司大連供電公司