一种开关单元结构的制作方法

xiaoxiao2020-10-23  10

一种开关单元结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种开关单元结构,尤其涉及一种用于柔性直流输电领域的开关单元结构。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术的不断发展,功率元件的性能不断升级,尺寸也越来越大。整体结构的空间布局、导电接触面的可靠接触、散热器的散热能力对于电气性能的影响尤为重要。通常,开关单元的结构布局普遍是将开关器件和散热器件简单的安装固定,再通过电气连接形成拓扑电路。这种结构存在的缺点是,布局简单,整体空间占用大,电气连接复杂,拆装维护不方便,造成损耗增加和空间的浪费。
[0003]同时,以往使用的压装器件安装结构,是通过若干个螺杆施加预紧,其他器件分布在外的结构,同样空间利用率不高。而且突出问题是,这种结构的导电接触不均匀,很容易造成接触不良或将器件压变形,直接影响电气性能甚至烧坏器件。
[0004]现有技术中,均压器件的二极管、电阻、电容都是在开关器件安装好之后,根据装置的具体空间结构分散地布置在整体结构上,这样造成空间布局比较凌乱,与开关器件的电气连接也比较繁琐,绝缘结构布置也有待于改善。
[0005]因此,合理的结构是使开关单元设备良好运行的必要条件。

【发明内容】

[0006]为克服现有技术的不足,本发明的目的是提供一种开关单元结构,该开关单元结构的开关器件、均压器件均设计为压装式结构,可同时满足结构紧凑、拆装简单、零件布局合理、导电接触均匀、电气性能良好、绝缘可靠的要求,为开放式模块化结构。
[0007]为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:
[0008]一种开关单元结构,包括压装开关器件、均压器件、器件驱动、驱动钳位、驱动电源,其特征在于,所述的压装开关器件布置于整体结构内部,由树脂支撑杆、端板1、端板I组成框架结构;所述的均压器件通过压装构件组装成均压器件一体模块化结构,并通过结构支撑板安装于压装开关器件框架结构的两侧,所述的器件驱动连接于开关器件的一侧,驱动钳位与器件驱动连接,构成整体式紧凑型开关单元结构。
[0009]所述的均压器件结构支撑板上部通过上支座与端板I固定,均压器件结构支撑板下部通过支撑座I及支撑板角件与端板II固定。
[0010]所述的压装开关器件包括树脂支撑杆、端板1、导套、蝶形弹簧、顶栓、顶柱1、散热板、开关器件、顶柱I1、端板II,顶栓与整体框架的上部端板安装固定,开关器件压装机构的顶柱与下部的端板安装固定;整体通过同轴压装形式将散热板、开关器件间隔排列压装在一起。
[0011]所述的树脂支撑杆为高强度绝缘材料。
[0012]所述的均压器件一体模块化结构包括电阻、绝缘套杯、夹块1、钢球、压装导柱、压板、二极管、压块、夹块I1、蝶形弹簧、紧固件、电容、铜排I1、铜排1、绝缘隔板、塑料螺钉,其中二极管通过夹块1、钢球、压装导柱、压板、压块、夹块I1、蝶形弹簧、紧固件压装,绝缘套杯套装在紧固件上实现绝缘隔离;电容通过压块装于压装结构上,电阻安装于夹块I上,铜排I1、铜排I分别装在夹块1、电容上实现电气连接,电阻通过线缆并联在二极管两端;绝缘隔板通过塑料螺钉装于夹块I和夹块II上,用于单元整体装配时均压器件结构之间的绝缘隔离;所述的绝缘套杯和绝缘隔板构成均压器件的绝缘隔离部件。
[0013]与现有技术相比,本发明的优点是:
[0014]1、模块化设计,开关器件压装结构与均压器件均为一体化模块设计,本装置将开关器件压装结构与均压器件模块化安装结构结合到一起,形成整体单元,电路拓扑简单清晰、机械安装结构紧凑美观、拆装维护方便。
[0015]2、压装结构更加合理,开关器件压装结构将端板与支撑杆组成整体框架,器件定位压装,在轴心处施加预紧力,通过顶柱将预紧力均匀分散,使器件、散热器接触面受力均匀,确保电气性能,结构强度高。均压器件也采用压装式结构,将电阻、电容、二极管采用压装机械结构合理布局,并且通过母排的合理布置进行电气连接,实现了整体结构的模块化,空间布局紧凑、合理,电气连接简单,性能更加可靠。
[0016]3、支撑杆采用高强度绝缘材料,有效减少整体结构的绝缘配合尺寸。
[0017]4、通过合理的母排设计,有效减少了线路电感,绝缘配合安全可靠,减少了不必要的损耗。
【附图说明】
[0018]图1是开关单元的正面轴侧视图。
[0019]图2是开关单元的背面轴侧视图。
[0020]图3是开关单元的后视图。
[0021]图4是开关单元的侧视图。
[0022]图5是压装开关器件立体图。
[0023]图6是均压器件结构图。
[0024]图7是均压器件是的立体图。
[0025]图中:1_压装开关器件结构2-上支座3-均压器件结构支撑板4-均压器件结构5-支撑板角件6-支撑座I 7-树脂底座8-器件驱动9-驱动钳位10-绝缘支柱11-塑料螺钉12-驱动支架13-支撑座II 14-驱动电源15-驱动电源架16-树脂支撑杆 17-树脂垫片 18-树脂螺母 19-端板I 20-导套 21-蝶形弹簧22-顶栓23-顶柱I 24-散热板25-开关器件26-顶柱II 27-端板II 28-电阻29-绝缘套杯30-夹块I 31-钢球32-压装导柱33-压板34-二极管35-压块36-夹块II 37-蝶形弹簧38-紧固件39-电容40-铜排II 41-铜排I 42-绝缘隔板43-塑料螺钉
【具体实施方式】
[0026]下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述,但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
[0027]见图1-图7,一种开关单元结构,包括压装开关器件结构1、均压器件结构4、器件驱动8、驱动钳位9及驱动电源14,整体框架由树脂支撑板16、位于上下两侧的端板I 19和端板II 27构成,在整体框架的两侧设有均压器件支撑板3,均压器件结构支撑板3上部通过上支座2与端板I 19固定,均压器件结构支撑板3下部通过支撑座I 6及支撑板角件5与端板II 27固定,器件驱动8通过驱动支架12装在整体框架上,器件驱动8连接于开关器件25的一侧,驱动钳位9通过绝缘支柱10和塑料螺钉11与器件驱动相连接,驱动电源14设置于框架底部的驱动电源架15上,驱动电源架15与底部的支撑座II 13相连接。所述的树脂支撑 杆3为高强度绝缘材料;整体框架下部设有树脂底座7。
[0028]压装开关器件结构I布置于整体结构内部,均压器件压装构件将均压器件组装成整体模块式结构,安装于开关器件压装结构的两侧。均压器件通过母线与开关器件实现电气连接,构成整体式紧凑型开关单元结构。
[0029]见图3,压装开关器件结构包括树脂支撑杆16、树脂垫片17、树脂螺母18、端板I19、导套20、蝶形弹簧21、顶栓22、顶柱I 23、散热板24、开关器件25、顶柱II 26、端板II27。整体通过同轴压装形式将散热板24、开关器件25压装在一起。其中顶栓22、导套20通过螺纹副对机构施加定向预紧力;蝶形弹簧21提供了弹性负荷及预紧行程;顶柱I 23、顶柱II 26将预紧力分散在端部接触面上。整体压紧机构通过树脂支撑杆16、树脂垫片17、树脂螺母18、端板I 19、端板II 26支撑固定。
[0030]见图6、图7,均压器件整体模块式结构包括电阻28、绝缘套杯29、夹块I 30、钢球31、压装导柱32、压板33、二极管34、压块35、夹块II 36、蝶形弹簧37、紧固件38、电容39、铜排II 40、铜排I 41、绝缘隔板42、塑料螺钉43。其中二极管34通过夹块I 30、钢球31、压装导柱32、压板33、压块35、夹块II 36、蝶形弹簧37、紧固件38压装,绝缘套杯29套装在紧固件上实现绝缘隔离。电容39通过压块35装于压装结构上,电阻28安装于夹块I 30上,铜排II 40、铜排I 41分别装在夹块I 30、电容39上实现电气连接,电阻28可通过线缆并联在二极管两端。绝缘隔板42用塑料螺钉43装于夹块I 30和夹块II 36上,用于单元整体装配时均压器件结构之间的绝缘隔离。
[0031]本发明开关单元的具体安装方法是:
[0032]I)将树脂支撑杆16穿入端板I 19、端板II 27对应的装配孔中,通过树脂螺母18、树脂垫片17紧固。
[0033]2)将顶柱II 26、散热板24、开关器件25、顶柱I 23依次堆码在端板II 27上,其间相对位置由外部工装定位;将碟形弹簧21套装在导套20上,而后将导套20穿入端板119的孔中形成轴孔配合。
[0034]3)将顶栓22在端板I 19外侧拧入导套20中,直至顶栓22接触到顶柱I 23 ;通过扳手继续拧入顶栓22,从而对整体机构施加预紧,直至达到开关器件25的预紧力要求,此处预紧力是通过设计导套20与端板I 19之间的相对位移控制的;到此压装开关器件结构装配完毕。
[0035]4)再将上支座2、支撑座I 6、支撑座II 13分别用紧固件安装在压装开关器件的端板上。
[0036]5)再将树脂底座7用紧固件安装在支撑座I 6、支撑座II 13上。
[0037]6)将驱动支架12用紧固件安装在压装开关器件结构架上,将器件驱动8安装在驱动支架12上,将驱动钳位9用绝缘支柱10和塑料螺钉11安装在器件驱动8上。
[0038]7)将驱动电源架15安装在树脂底座7上,将驱动电源14安装在驱动电源架15上。
[0039]8)将均压器件结构支撑板3通过支撑板角件5、上支座2、支撑座I 6与上下两侧端板固定。
[0040]9)将压装好的均压器件用紧固件安装在均压结构支撑板3上。
[0041]至此,整个开关结构装配结束。
【主权项】
1.一种开关单元结构,包括压装开关器件、均压器件、器件驱动、驱动钳位、驱动电源,其特征在于,所述的压装开关器件布置于整体结构内部,由树脂支撑杆、端板1、端板I组成框架结构;所述的均压器件通过压装构件组装成均压器件一体模块化结构,并通过结构支撑板安装于压装开关器件框架结构的两侧,所述的器件驱动连接于开关器件的一侧,驱动钳位与器件驱动连接,构成整体式紧凑型开关单元结构。2.根据权利要求1所述的一种开关单元结构,其特征在于,所述的均压器件结构支撑板上部通过上支座与端板I固定,均压器件结构支撑板下部通过支撑座I及支撑板角件与端板II固定。3.根据权利要求1所述的一种开关单元结构,其特征在于,所述的压装开关器件包括树脂支撑杆、端板1、导套、蝶形弹簧、顶栓、顶柱1、散热板、开关器件、顶柱I1、端板II,顶栓与整体框架的上部端板安装固定,开关器件压装机构的顶柱与下部的端板安装固定;整体通过同轴压装形式将散热板、开关器件间隔排列压装在一起。4.根据权利要求1所述的一种开关单元结构,其特征在于,所述的树脂支撑杆为高强度绝缘材料。5.根据权利要求1所述的一种开关单元结构,其特征在于,所述的均压器件一体模块化结构包括电阻、绝缘套杯、夹块1、钢球、压装导柱、压板、二极管、压块、夹块I1、蝶形弹簧、紧固件、电容、铜排I1、铜排1、绝缘隔板、塑料螺钉,其中二极管通过夹块1、钢球、压装导柱、压板、压块、夹块I1、蝶形弹簧、紧固件压装,绝缘套杯套装在紧固件上实现绝缘隔离;电容通过压块装于压装结构上,电阻安装于夹块I上,铜排I1、铜排I分别装在夹块1、电容上实现电气连接,电阻通过线缆并联在二极管两端;绝缘隔板通过塑料螺钉装于夹块I和夹块II上,用于单元整体装配时均压器件结构之间的绝缘隔离;所述的绝缘套杯和绝缘隔板构成均压器件的绝缘隔离部件。
【专利摘要】本发明涉及一种开关单元结构,包括压装开关器件、均压器件、器件驱动、驱动钳位、驱动电源,其特征在于,压装开关器件布置于整体结构内部,均压器件通过压装构件组装成均压器件一体模块化结构,并通过结构支撑板安装于压装开关器件框架结构的两侧,所述的器件驱动连接于开关器件的一侧,构成整体式紧凑型开关单元结构。本发明的优点是:单元通过压装机构将开关器件、散热器件布置于框架内部,并且通过压装构件将均压器件组装成一整体结构,通过母线连接将均压器件结构安装于整体压装机构上,结构紧凑、美观、便于拆装维护,电气连接可靠,性能良好;支撑结构采用高强度绝缘材料,有效减小整体结构的绝缘配合尺寸。
【IPC分类】H02J3/36
【公开号】CN104901329
【申请号】CN201510292884
【发明人】李庆宇, 刘伟, 王强, 龙浩, 张海涛, 易荣, 赵明宇, 刘国伟, 姚森敬
【申请人】荣信电力电子股份有限公司, 深圳供电局有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月1日

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