專利名稱：成組大功率平板式電力電子器件機(jī)械壓裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子器件的壓裝，尤其是一種成組大功率平板式電力電子器件機(jī) 械壓裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
電力電子器件是構(gòu)成電力電子變換系統(tǒng)(如變頻器、電網(wǎng)動態(tài)補(bǔ)償器等)主回路的 主要器件，為解決散熱和電磁兼容等問題，大功率電力電子器件多采用平板式圓餅外形結(jié) 構(gòu)形式。大功率平板式電力電子器件必須通過外力對其陽極和陰極表面施加技術(shù)數(shù)據(jù)規(guī)定 的壓力后，才可正常工作。單只平板式電力電子器件的壓裝相對比較簡單，一般在其兩平面與兩個散熱器直 接接觸，再在兩散熱器上加裝彈簧鋼(或彈簧墊圈)及若干螺栓，緊固螺栓，使沿平板式電力 電子器件軸線方向施加規(guī)定的壓力即可。為解決大功率電力變換系統(tǒng)電磁兼容問題，并使其更緊湊，常需要將若干平板式 電力電子器件、散熱器、絕緣塊、連接母線等，用一套壓裝零件，沿同一軸線壓裝在一起，構(gòu) 成一組緊湊式結(jié)構(gòu)。對于大功率平板式電力電子器件的成組壓裝，在溫度變化、長期運(yùn)行的 條件下，始終保證壓裝力的精度是其技術(shù)難點(diǎn)。如果壓裝力過小，平板式電力電子器件導(dǎo)電 接觸面熱阻增大，不利于散熱；此外器件內(nèi)部如控制極的接觸也可能處于不良狀態(tài)，很可能 不受控。如果壓裝力過大，平板式電力電子器件可能直接受到損傷。因此，對成組大功率平 板式電力電子器件提供持久精確的壓力，是保證成組大功率平板式電力電子器件可靠工作 的必要條件之一。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種同軸度好、壓力恒定、 壓裝精度高、維修更換方便的成組大功率平板式電力電子器件機(jī)械壓裝結(jié)構(gòu)。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的—種成組大功率平板式電力電子器件機(jī)械壓裝結(jié)構(gòu)，由左支撐板、右支撐板，左頂 桿、右頂桿及左壓盤、右壓盤構(gòu)成，左、右壓盤之間水平同軸安裝功率器件串，左頂桿、右頂 桿同軸設(shè)置且其一端分別安裝在左支撐板、右支撐板上，左頂桿、右頂桿的另一端分別頂裝 在左、右壓盤上，其特征在于⑴左頂桿同軸滑動安裝在一彈簧芯軸內(nèi)，彈簧芯軸通過其徑向安裝的一鍵銷安裝 在左支撐板上，在支撐板右端的彈簧芯軸上安裝一組碟形彈簧，在支撐板右端的彈簧芯軸 上徑向制有一環(huán)槽，該環(huán)槽內(nèi)安裝限位卡盤；⑵在左頂桿左側(cè)的彈簧芯軸內(nèi)同軸嚙合安裝有一壓裝螺桿；⑶左頂桿右端端部與左壓盤為球面副安裝，右頂桿左端端部與右壓盤為球面副安 裝。 而且，所述在彈簧芯軸內(nèi)的壓裝螺桿與左頂桿之間安裝有一鋼球。[0012]而且，所述左頂桿右端端部與左壓盤的球面副安裝的結(jié)構(gòu)是左頂桿右端端部制 成球面，在與左頂桿右端端部球面相頂裝位置的左壓盤上制有球窩，球面與球窩相配合。而且，所述右頂桿左端端部與右壓盤的球面副安裝的結(jié)構(gòu)是在右頂桿左端端部 與右壓盤之間安裝有一鋼球，該鋼球分別同軸臥裝在右頂桿左端端部及右壓盤所制的球窩 內(nèi)。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本結(jié)構(gòu)采用碟形彈簧作為驅(qū)動力元件，碟形彈簧的壓縮行程通過機(jī)加工零件精確控制，與裝配精度無關(guān)，機(jī)械壓緊力控制準(zhǔn)確，壓力恒定，對功率器件串裝配長度的寬容 度大，消除裝配間隙，一定范圍內(nèi)自適應(yīng)功率器件串長度，壓裝精度高。2、本結(jié)構(gòu)在功率器件串兩端的施力端和支撐端均采用球面副接觸，保證功率器件 串受壓的驅(qū)動力和阻抗力同軸，消除因壓裝框架裝配誤差，保證功率器件串驅(qū)動力和阻抗 力同軸，符合大功率電力電子器件機(jī)械壓裝技術(shù)條件。3、本結(jié)構(gòu)方便功率器件的維修更換，對于同種規(guī)格的功率器件，在壓裝數(shù)量變化 時，僅調(diào)整左、右頂桿的長度，即可正常使用。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖(沒有安裝卡盤，并省略了兩端支撐板與基座的 固裝)；圖2為圖1的彈簧芯軸的放大結(jié)構(gòu)零件圖；圖3為本實用新型彈簧芯軸端的結(jié)構(gòu)放大剖面示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例做進(jìn)一步詳述；需要說明的是本實施例是 描述性的，不是限定性的，不能以此來限定本實用新型的保護(hù)范圍。本實施例以IGCT功率單元串為例進(jìn)行敘述。一種成組大功率平板式電力電子器件機(jī)械壓裝結(jié)構(gòu)，由左支撐板2、右支撐板12， 左頂桿6、右頂桿11及左壓盤7、右壓盤9構(gòu)成，左、右壓盤之間水平同軸安裝功率器件串8， 左頂桿、右頂桿同軸設(shè)置且其一端分別安裝在左支撐板、右支撐板上，左頂桿、右頂桿的另 一端分別頂裝在左、右壓盤上。本實用新型的創(chuàng)新點(diǎn)是⑴左頂桿同軸滑動安裝在一彈簧芯軸3內(nèi)，該彈簧芯軸通過其徑向安裝的一鍵銷 15 (參見圖3)安裝在左支撐板上，在支撐板右端的彈簧芯軸上安裝一組碟形彈簧5，在支撐 板右端的彈簧芯軸上徑向制有一環(huán)槽13，該環(huán)槽內(nèi)安裝限位卡盤14 ；⑵在左頂桿左側(cè)的彈簧芯軸內(nèi)同軸嚙合安裝有一壓裝螺桿1，在彈簧芯軸內(nèi)的壓 裝螺桿與左頂桿之間安裝有一鋼球4 ；⑶左頂桿右端端部制成球面，在與左頂桿右端端部球面相頂裝位置的左壓盤上制 有球窩，球面與球窩相配合；⑷在右頂桿左端端部與右壓盤之間安裝有一鋼球10，該鋼球分別同軸臥裝在右頂 桿左端端部及右壓盤所制的球窩內(nèi)。本實用新型的工作原理是[0029]本結(jié)構(gòu)的左側(cè)(安裝碟形彈簧)為施力端，右端為支撐端，左頂桿與左壓盤形成球 面副，右頂桿與右壓盤形成球面副，在左、右壓盤之間水平同軸安裝IGCT功率器件串；左支 撐板可在彈簧芯軸上軸向滑動，而徑向由于鍵銷作用而固定。設(shè)計首先根據(jù)大功率電力電子器件正常工作所需要的機(jī)械壓緊力，計算出所需 碟形彈簧的規(guī)格、數(shù)量和彈簧力的壓縮行程；其次，根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要，確定彈簧芯軸的結(jié) 構(gòu)尺寸，尤其要精確確定彈簧芯軸的長度。預(yù)壓使用壓力機(jī)通過彈簧芯軸對碟形彈簧進(jìn)行壓縮，當(dāng)彈簧芯軸右端的環(huán)槽內(nèi) 側(cè)圓環(huán)面與左支撐板的左端面重合時，嵌入限位卡盤，此時碟形彈簧組已儲備了彈性勢能， 它所能夠產(chǎn)生的驅(qū)動力與限位卡盤產(chǎn)生的阻抗力達(dá)到平衡，完成對碟形彈簧組的預(yù)壓。壓力轉(zhuǎn)換當(dāng)完成大功率電力電子器件的成串裝配需要機(jī)械壓裝時，對壓裝螺桿 施加扭矩(壓裝螺桿和彈簧芯軸組成螺旋副)轉(zhuǎn)換的壓力通過鋼球、左頂桿、左壓盤的傳遞， 作用于功率器件串一端。鋼球的作用是減小摩擦力，消除加力過程中對左壓盤的轉(zhuǎn)動。隨 著扭矩的增大，作用于功率器件串上的壓力增大，可以消除功率器件串的裝配間隙誤差(此 時，功率器件串可視為剛體)。隨著扭矩的繼續(xù)增大，壓裝螺桿產(chǎn)生的壓力通過彈簧芯軸反 作用于碟形彈簧組，當(dāng)此反作用力與碟形彈簧組預(yù)壓產(chǎn)生的彈力達(dá)到平衡狀態(tài)時，限位卡 盤不再受力，處于自由狀態(tài)，取下。碟形彈簧組產(chǎn)生的彈力完全作用于功率器件串，從而完 成功率器件的機(jī)械壓裝。
權(quán)利要求一種成組大功率平板式電力電子器件機(jī)械壓裝結(jié)構(gòu)，由左支撐板、右支撐板，左頂桿、右頂桿及左壓盤、右壓盤構(gòu)成，左、右壓盤之間水平同軸安裝功率器件串，左頂桿、右頂桿同軸設(shè)置且其一端分別安裝在左支撐板、右支撐板上，左頂桿、右頂桿的另一端分別頂裝在左、右壓盤上，其特征在于⑴左頂桿同軸滑動安裝在一彈簧芯軸內(nèi)，彈簧芯軸通過其徑向安裝的一鍵銷安裝在左支撐板上，在支撐板右端的彈簧芯軸上安裝一組碟形彈簧，在支撐板右端的彈簧芯軸上徑向制有一環(huán)槽，該環(huán)槽內(nèi)安裝限位卡盤；⑵在左頂桿左側(cè)的彈簧芯軸內(nèi)同軸嚙合安裝有一壓裝螺桿；⑶左頂桿右端端部與左壓盤為球面副安裝，右頂桿左端端部與右壓盤為球面副安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成組大功率平板式電力電子器件機(jī)械壓裝結(jié)構(gòu)，其特征在 于所述在彈簧芯軸內(nèi)的壓裝螺桿與左頂桿之間安裝有一鋼球。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成組大功率平板式電力電子器件機(jī)械壓裝結(jié)構(gòu)，其特征在 于所述左頂桿右端端部與左壓盤的球面副安裝的結(jié)構(gòu)是左頂桿右端端部制成球面，在 與左頂桿右端端部球面相頂裝位置的左壓盤上制有球窩，球面與球窩相配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成組大功率平板式電力電子器件機(jī)械壓裝結(jié)構(gòu)，其特征在 于所述右頂桿左端端部與右壓盤的球面副安裝的結(jié)構(gòu)是在右頂桿左端端部與右壓盤之 間安裝有一鋼球，該鋼球分別同軸臥裝在右頂桿左端端部及右壓盤所制的球窩內(nèi)。
專利摘要本實用新型涉及一種成組大功率平板式電力電子器件機(jī)械壓裝結(jié)構(gòu)，其技術(shù)特點(diǎn)是⑴左頂桿同軸滑動安裝在一彈簧芯軸內(nèi)，彈簧芯軸通過其徑向安裝的一鍵銷安裝在左支撐板上，在支撐板右端的彈簧芯軸上安裝一組碟形彈簧，在支撐板右端的彈簧芯軸上徑向制有一環(huán)槽，該環(huán)槽內(nèi)安裝限位卡盤；⑵在左頂桿左側(cè)的彈簧芯軸內(nèi)同軸嚙合安裝有一壓裝螺桿；⑶左頂桿右端端部與左壓盤為球面副安裝，右頂桿左端端部與右壓盤為球面副安裝。本結(jié)構(gòu)采用碟形彈簧作為驅(qū)動力元件，碟形彈簧的壓縮行程通過機(jī)加工零件精確控制，與裝配精度無關(guān)，機(jī)械壓緊力控制準(zhǔn)確，壓力恒定，對功率器件串裝配長度的寬容度大，消除裝配間隙，一定范圍內(nèi)自適應(yīng)功率器件串長度，壓裝精度高。
文檔編號H05K13/04GK201623960SQ20102013544
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者劉國林, 徐道恒, 楚子林, 王建峰, 蔡維, 趙相賓, 高樹瑞 申請人:天津電氣傳動設(shè)計研究所;天津天傳電氣有限公司