晶閘管閥段及其壓接方法

《晶閘管閥段及其壓接方法》是許繼集團有限公司於2010年12月16日申請的專利，該專利的公布號為CN102136468A，授權公布日為2011年7月27日，發明人是姚為正、張建、肖晉、馬俊民、朱新華、李申、李華君、姚志國。

《晶閘管閥段及其壓接方法》涉及晶閘管閥段及其壓接方法，晶閘管閥段包括由相間設定的水冷散熱器和晶閘管組成的閥組，閥組的左、右兩端分別設有閥段左、右端板，該閥段左、右端板的上、下端部分別設有凸台用於套裝上夾緊環和下夾緊環，閥組卡裝於上、下夾緊環之間，閥段右端板上與閥段接觸端卡裝有碟簧頂壓裝置；晶閘管閥段閥組的水冷散熱器直接安裝在下夾緊環上，保證了水冷散熱器的中心在同一直線上，從而保證了晶閘管壓接力的均勻性；該閥段由碟簧頂壓裝置，上下加緊環，閥段左右端板共同提供壓接力，沒有螺栓參與，極大地提高了系統壓接的可靠性和穩定性。

2018年12月20日，《晶閘管閥段及其壓接方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《晶閘管閥段及其壓接方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：晶閘管閥段及其壓接方法
• 公告號：CN102136468A
• 授權日：2011年7月27日
• 申請號：2010105918473
• 申請日：2010年12月16日
• 申請人：許繼集團有限公司
• 地址：河南省許昌市許繼大道1298號
• 發明人：姚為正、張建、肖晉、馬俊民、朱新華、李申、李華君、姚志國
• Int.Cl.：H01L25/07(2006.01)I; H01L23/40(2006.01)I; H02M1/00(2007.01)I; H01L21/50(2006.01)I
• 代理機構：鄭州睿信智慧財產權代理有限公司
• 代理人：陳浩、馬儀成
• 類別：發明專利

專利背景

2009年12月2日公開的申請號為200910065332.7的中國專利說明書公開了一種頂壓連線的串聯晶閘管閥段，該閥段包括由閥段兩側的固定板與兩端的法蘭固連圍成的框架，框架的一端法蘭上設有彈性夾緊裝置，框架的另一端法蘭上設定有頂壓裝置，在彈性夾緊裝置與頂壓裝置之間安裝有由相間設定的晶閘管和散熱器組成的閥組，頂壓連線的串聯晶閘管閥段的兩側固定板上分別設有定位連線各散熱器的拉簧，各散熱器通過拉簧分別定位懸掛在框架，各散熱器的中心軸線與框架中心軸線重合，在各散熱器沿閥段軸向的兩側面上分別固定有針對晶閘管的定位銷，定位銷使各晶閘管與散熱器同心。這種晶閘管閥段壓接方式是用特製螺栓頂壓晶閘管引起碟簧壓縮變形而產生壓力，這種方式還需要加工特殊的工裝來保證特定的壓緊力。這種閥段的壓接方式存在很多弊端，第一：為了使壓緊力均勻並穿過晶閘管軸心，必須使用特製螺栓。如果壓緊力提高，對特製螺栓和與之螺紋配合的金屬端板提出更高的設計要求，成本也相應提高很多；第二：晶閘管閥段兩端的金屬端板通過普通螺栓和絕緣板相連，普通螺栓承受很大的剪下應力，如果壓接六英寸晶閘管，這種壓接方式不能提供所需的壓緊力，也就是說這種壓接方式不能壓接六英寸晶閘管；第三：晶閘管閥段除了碟簧，其他連線均為剛性連線，系統內應力較大，穩定性較低；第四：晶閘管閥段通過小拉簧固定水冷散熱器，散熱器的中心不能保證同一直線，導致晶閘管壓力不均勻，而且如果水冷散熱器較大，用小拉簧將很難固定；第五：晶閘管閥段散熱器只能給晶閘管散熱，不能同時給其他元器件散熱，結構無法做到緊湊，也無法實現元器件間接線較近，影響其電氣性能。

發明內容

專利目的

《晶閘管閥段及其壓接方法》的目的是提供一種晶閘管閥段及其壓接方法，以解決晶閘管閥段用拉簧固定散熱器，散熱器的中心不能保證同一直線，導致晶閘管壓力不均勻的問題，和閥段內部剛性連線產生的內應力大，閥段的壓接不穩定性的問題。

技術方案

《晶閘管閥段及其壓接方法》的晶閘管閥段，包括由相間設定的水冷散熱器和晶閘管組成的閥組和安裝閥組的框架，所述框架是由閥段左、右端板和上、下夾緊環構成，所述上、下夾緊環為長圓形，所述閥段左、右端板的上端和下端分別設有限位栓，上夾緊環的兩端卡裝於閥段左、右端板的上限位栓，下夾緊環的兩端卡裝於閥段左、右端板的下限位栓，所述閥段右端板上設有碟簧頂壓裝置。

進一步的，所述碟簧頂壓裝置是由不鏽鋼軸套、鎖緊螺母、碟簧、不鏽鋼擋圈和不鏽鋼擋板組成，所述鎖緊螺母旋裝於不鏽鋼軸套的一端，不鏽鋼軸套的另一端依次套裝至少兩片碟簧和不鏽鋼擋圈，所述不鏽鋼擋板用螺絲固定在不鏽鋼軸套上用於防止碟簧滑出不鏽鋼軸套。

進一步的，所述閥組的各水冷散熱器的上端和下端分別插裝於上、下夾緊環間隙內。

《晶閘管閥段及其壓接方法》的晶閘管閥段壓接方法步驟如下：

（1）裝配由不鏽鋼軸套、鎖緊螺母、碟簧、不鏽鋼擋圈和不鏽鋼擋板組成碟簧頂壓裝置；

（2）閥段左、右端板裝配：將閥段右端板通過一個連線塊固定在右框架上，把碟簧頂壓裝置卡套在閥段右端板上；在閥段左端板上安裝一個中心軸和下夾緊環，在左框架上安裝連線板，將閥段左端板的中心軸插入連線板的孔內，並把下夾緊環和閥段右端板固定在一起；

（3）晶閘管和水冷散熱器裝配：在安裝好的下端夾緊環上從左往右依次相間放上水冷散熱器和晶閘管，水冷散熱器下端的凸台卡嵌在下夾緊環內，最後安裝上夾緊環，並用擋片固定在閥段左、右端板上，水冷散熱器上部的凸台卡嵌在上端夾緊環內；

（4）通過碟簧頂壓裝置向閥段加壓。

進一步的，所述步驟（1）是將鎖緊螺母從不鏽鋼軸套的一端旋入，在不鏽鋼軸套的另一端依次裝入至少兩片碟簧，然後裝上不鏽鋼擋圈，最後把不鏽鋼擋板用螺絲固定在不鏽鋼軸套上，防止碟簧從不鏽鋼軸套上滑出。

進一步的，所述步驟（4）中是將液壓工具的加壓端頭卡套在閥段右端板上，用液壓工具給閥段加壓，液壓工具的中心軸頂壓碟簧頂壓裝置的不鏽鋼軸套，使碟簧和上、下夾緊環發生變形，待液壓工具的儀表顯示到所需壓力時，停止加壓，用扳手鎖緊不鏽鋼軸套上的鎖緊螺母，液壓工具緩慢泄壓，泄壓結束後從閥段右端板上移走工裝，閥段壓接安裝結束。

改善效果

《晶閘管閥段及其壓接方法》的晶閘管閥段由於閥組的水冷散熱器直接安裝在下夾緊環上，保證了散熱器的中心在同一直線上，從而保證了晶閘管壓接力的均勻性；該閥段由碟簧頂壓裝置，上下加緊環，閥段左右端板共同提供壓接力，沒有螺栓參與，極大地提供了系統壓接的可靠性和穩定性；該閥段可以解決傳統晶閘管閥段無法壓接六英寸晶閘管的技術瓶頸；該閥段可以將直流均壓電阻，取能電阻，晶閘管控制單元全部安裝在散熱器上，元器件不僅可以同時冷卻，而且彼此間接線距離較近，提高了元器件的電氣性能，同時也使整體結構十分緊湊。

《晶閘管閥段及其壓接方法》的閥段採用碟簧和夾緊環相結合的方式進行壓接晶閘管，通過碟簧的壓縮和夾緊環的拉伸提供所需的壓緊力，有效消除了傳統閥段內部剛性連線產生的內應力，提高了閥段的壓接穩定性；閥段壓接方法採用一端固定，一端繞軸轉動的方式，消除了由於框架加工誤差，安裝誤差及隨機變形對閥段產生的附加應力，大大提高了閥段的穩定性。

附圖說明

圖1是《晶閘管閥段及其壓接方法》的晶閘管閥段結構圖；

圖2是碟簧頂壓裝置結構圖；

圖3是《晶閘管閥段及其壓接方法》晶閘管閥段壓接方法實施例中的左右端板裝配圖。

技術領域

《晶閘管閥段及其壓接方法》涉及大功率電力電子整流和逆變裝置，尤其是一種晶閘管閥段及其壓接方法。

權利要求

1.一種晶閘管閥段，包括由相間設定的水冷散熱器和晶閘管組成的閥組和安裝閥組的框架，其特徵在於：所述框架是由閥段左、右端板和上、下夾緊環構成，所述上、下夾緊環為長圓形，所述閥段左、右端板的上端和下端分別設有限位栓，上夾緊環的兩端卡裝於閥段左、右端板的上限位栓，下夾緊環的兩端卡裝於閥段左、右端板的下限位栓，所述閥段右端板上設有碟簧頂壓裝置；所述閥組的各水冷散熱器的上端和下端分別插裝於上、下夾緊環間隙內。

2.根據權利要求1所述的晶閘管閥段，其特徵在於：所述碟簧頂壓裝置是由不鏽鋼軸套、鎖緊螺母、碟簧、不鏽鋼擋圈和不鏽鋼擋板組成，所述鎖緊螺母旋裝於不鏽鋼軸套的一端，不鏽鋼軸套的另一端依次套裝至少兩片碟簧和不鏽鋼擋圈，所述不鏽鋼擋板用螺絲固定在不鏽鋼軸套上用於防止碟簧滑出不鏽鋼軸套。

3.一種晶閘管閥段壓接方法，其特徵在於，該壓接方法的步驟如下：（1）裝配由不鏽鋼軸套、鎖緊螺母、碟簧、不鏽鋼擋圈和不鏽鋼擋板組成碟簧頂壓裝置；（2）閥段左、右端板裝配：將閥段右端板通過一個連線塊固定在右框架上，把碟簧頂壓裝置卡套在閥段右端板上；在閥段左端板上安裝一個中心軸和下夾緊環，在左框架上安裝連線板，將閥段左端板的中心軸插入連線板的孔內，並把下夾緊環和閥段右端板固定在一起；（3）晶閘管和水冷散熱器裝配：在安裝好的下端夾緊環上從左往右依次相間放上水冷散熱器和晶閘管，水冷散熱器下端的凸台卡嵌在下夾緊環內，最後安裝上夾緊環，並用擋片固定在閥段左、右端板上，水冷散熱器上部的凸台卡嵌在上端夾緊環內；（4）通過碟簧頂壓裝置向閥段加壓。

4.根據權利要求3所述的晶閘管閥段壓接方法，其特徵在於：所述步驟（1）是將鎖緊螺母從不鏽鋼軸套的一端旋入，在不鏽鋼軸套的另一端依次裝入至少兩片碟簧，然後裝上不鏽鋼擋圈，最後把不鏽鋼擋板用螺絲固定在不鏽鋼軸套上，防止碟簧從不鏽鋼軸套上滑出。

5.根據權利要求3或4所述的晶閘管閥段壓接方法，其特徵在於：所述步驟（4）中是將液壓工具的加壓端頭卡套在閥段右端板上，用液壓工具給閥段加壓，液壓工具的中心軸頂壓碟簧頂壓裝置的不鏽鋼軸套，使碟簧和上、下夾緊環發生變形，待液壓工具的儀表顯示到所需壓力時，停止加壓，用扳手鎖緊不鏽鋼軸套上的鎖緊螺母，液壓工具緩慢泄壓，泄壓結束後從閥段右端板上移走工裝，閥段壓接安裝結束。

實施方式

一、晶閘管閥段

《晶閘管閥段及其壓接方法》的晶閘管閥段如圖1所示，該閥段包括由相間設定的水冷散熱器1和晶閘管2組成的閥組和安裝閥組的框架，框架是由閥段左端板3、右端板4和上夾緊環5、下夾緊環6構成，所述上夾緊環5、下夾緊環6為長圓形，所述閥段左端板3、右端板4的上端和下端分別設有限位栓7，上夾緊環5的兩端卡裝於閥段左、右端板的上限位栓，下夾緊環6的兩端卡裝於閥段左、右端板的下限位栓，所述閥段右端板上4設有碟簧頂壓裝置8，如圖2所示，該碟簧頂壓裝置8是由不鏽鋼軸套81、鎖緊螺母82、碟簧83、不鏽鋼擋圈84和不鏽鋼擋板85組成，鎖緊螺母82旋裝於不鏽鋼軸套81的一端，不鏽鋼軸套81的另一端依次套裝四片碟簧83和不鏽鋼擋圈84，不鏽鋼擋板85用螺絲固定在不鏽鋼軸套81上用於防止碟簧83滑出不鏽鋼軸套81。閥組左右兩端分別與閥段左端板3和碟簧頂壓裝置8接觸部分還分別設有左導流銅排9、右導流銅排10。

二、晶閘管閥段壓接方法

《晶閘管閥段及其壓接方法》的晶閘管閥段壓接方法步驟如下：

（1）碟簧頂壓裝置裝配

將銅鎖緊螺母82從不鏽鋼軸套81的一端旋入，從不鏽鋼軸套81的另一端按圖2所示依次裝入四片碟簧83，注意碟簧的安裝方向，然後裝上不鏽鋼擋圈84，最後把不鏽鋼擋板85用螺絲固定在不鏽鋼軸套81上，碟簧83不能從不鏽鋼軸套上滑出。

（2）閥段左右端板裝配

如圖3所示，將閥段右端板4通過一個連線塊14固定在右框架15上，把碟簧頂壓裝置8卡套在閥段右端板4上。在閥段左端板3上安裝一個中心軸11和下夾緊環6，在左框架12上安裝上連線板13，將閥段左端板3的中心軸11插入連線板13的孔內，並把下夾緊環6和閥段右端板4固定在一起。

（3）晶閘管和水冷散熱器裝配

在已經安裝好的下夾緊環6上從左往右依次放上水冷散熱器1和晶閘管2，水冷散熱器1的下部的凸台卡嵌在下夾緊環6內，最後安裝上夾緊環5，並用擋片固定在左右端板上，水冷散熱器1上部的凸台卡嵌在上夾緊環內5。

（4）閥段加壓

將液壓工具的加壓端頭卡套在閥段右端板4上，用手動液壓工具給閥段加壓，液壓工具的中心軸頂壓不鏽鋼軸套81，使碟簧83和夾緊環發生變形，待液壓工具的儀表顯示到所需壓力時，停止加壓，用特製扳手鎖緊不鏽鋼軸套81上的銅螺母，液壓工具緩慢泄壓，泄壓結束後從閥段右端板4上移走工裝，閥段安裝結束。

榮譽表彰

2018年12月20日，《晶閘管閥段及其壓接方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。