[发明专利]带有压装工装的压接式电力电子器件阀组及其压装方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子器件装配领域，特别涉及一种带有压装工装的压接式电力电子器件阀组及其压装方法。

背景技术

电力电子器件是当代电力电子技术的核心，目前高压大功率电力电子器件(如二极管、晶闸管、IGBT、IGCT等)主要采用模块式和压接式两种封装类型。压接式电力电子器件具有双面散热特性，短路失效模式等优良的特性，尤其适合于大量器件的串联应用场合，在较大功率的应用场合具有独特的优势。压接式电力电子器件需要在其两面施加数十千牛的压力才能正常工作，且对于压接力的大小、均匀度有较高的要求，因此对于压接式电力电子器件的安装与使用存在较多困难。

传统的电力电子器件压接阀组主要依靠人力拧紧螺栓来提供压接力，该方式均匀性和准确性较差且费时费力。图1(a)、(b)为一种传统的压接式电力电子器件阀组结构示意图，包括垂直方向设置的四根绝缘杆01，水平方向由下至上依次设置的下端板09、碟形弹簧08与碟形弹簧座07、若干个电力电子器件06及其配套的散热器05、压力销03、上端板04；除所述压力销和与之直接接触的散热器以外，其余相邻器件之间均设有定位孔，通过定位销保证中心对齐；四根绝缘杆穿过上端板和下端板，并通过绝缘杆螺母02将上下两块端板和中间的散热器、电力电子器件、碟形弹簧和碟形弹簧座夹住；上端板设有螺丝孔，压力销外有与之匹配的螺纹。实际使用时，首先将阀组按照上述顺序组装完成，拧紧绝缘杆螺母，将压力销插入上端板的螺丝孔内，依靠人力将压力销不断旋入螺丝孔中，从而给下方的散热器、电力电子器件、碟形弹簧座和碟形弹簧提供压力。若忽略散热器和电力电子器件的形变，则压力销的拧入深度即为碟形弹簧的形变量，根据碟形弹簧的数据手册便可确定此时的压装力大小。该方法的缺点在于：碟形弹簧的形变量为毫米级别，实际操作时很难对其精准测量，因此很难确定压装力的精确数值，从而影响电力电子器件的性能，甚至损坏电力电子器件。一种改进的方法为：在压力销和上端板的螺丝孔之间增加限位装置，当压力销的拧入深度达到设计值时便将压力销卡死，从而确保对压力销拧入深度的精确控制，然而该方法决定了该阀组只能用于特定电力电子器件，若采用具有不同压装力的电力电子器件则需要调整拧入深度的设定值，为此需要更换上端板和压力销。此外，两种方法都是基于人力操作，目前主流的压装式电力电子器件的压装力至少为40kN，大功率型号的压装力可达100kN，因此一次装配往往需要多人共同操作才能够完成。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种带有压装工装的压接式电力电子器件阀组及其压装方法，该发明可以克服已有电力电子器件阀组装配困难、费时费力且准确性较差的问题，通过液压机构精确控制压装力的大小和受力点，从而节约人力并提高电力电子器件的可靠性。

本发明提出的一种带有压装工装的压接式电力电子器件阀组，其特征在于，包括压接式电力电子器件阀组和压装工装；所述压接式电力电子器件阀组包括四根垂直设置的绝缘杆，多个绝缘杆螺母，水平方向由下至上依次设置的下端板、碟形弹簧、碟形弹簧座、若干个电力电子器件及其配套的散热器、压盘、压杆、上端板和压力计，水平设置的各个部件中心对齐；所述压装工装包括上平台和下平台、位于上下平台角部的四根垂直设置的支撑杆、以及位于上平台中部的液压缸，上平台中部还开设使液压缸活塞通过的通孔；其中，四根绝缘杆两端分别穿过上端板和下端板，并通过绝缘杆螺母将上、下端板和位于两端板之间的压杆、压盘、散热器、电力电子器件、碟形弹簧、碟形弹簧座夹住，为电力电子器件提供所需要的压装力；将该拼装好的压接式电力电子器件阀组放置在液压缸的正下方，且由下平台支撑。

所述压杆为圆柱形，该压杆与上端板接触的一端为平面，与下方压盘接触的一端为球面。

所述压盘为圆柱形，该压盘与下方散热器接触的一端为平面，与压杆接触的一端设有圆形槽，该圆形槽直径与压杆直径相适应。

一种根据上述带有压装工装的压接式电力电子器件阀组的压装方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：将所述压接式电力电子器件阀组按照设定的顺序组装完成后，拧紧绝缘杆螺母，把该阀组放入所述压装工装内；将压力计置于阀组上端板的中心位置，控制液压缸活塞向下运动至压力计上方并对压力计和下方的阀组施压，缓慢加压直至压力计读数刚好达到电力电子器件规定的压装力大小，手动拧紧绝缘杆螺母，收回液压缸活塞，将电力电子器件阀组移出压装工装便完成了阀组的压装。

本发明提出的压接式电力电子器件阀组及其压装方法，其特点及有益效果是：