[发明专利]一种模块化多电平换流器功率模块内的晶闸管压装结构

说明书

技术领域

本发明属于柔性直流输电技术领域，涉及一种模块化多电平换流器功率模块的内部结构，具体涉及一种模块化多电平换流器功率模块内的晶闸管压装结构。

背景技术

随着能源紧缺和环境污染等问题的日益严峻，中国将大力开发和利用可再生清洁能源，优化能源结构。然而，随着风能、太阳能等可再生能源利用规模的不断扩大，其固有的分散性、小型性、远离负荷中心等特点，使得采用交流输电技术或传统的直流输电技术联网显得很不经济。同时海上钻探平台、孤立小岛等无源负荷，目前采用昂贵的本地发电装置，既不经济，又污染环境。另外，城市用电负荷的快速增加，需要不断扩充电网的容量，但鉴于城市人口膨胀和城区合理规划，一方面要求利用有限的线路走廊输送更多的电能，另一方面要求大量的配电网转入地下。因此，迫切需要采用更加灵活、经济、环保的输电方式解决以上问题。

基于电压源换流器（voltage source converter，VSC）的柔性直流输电系统，由于其经济、灵活、高质量、高可控性的输电方式，可以将这些小型的分散电源通过经济、环保的方式接入交流电网，是国内外研究的热点。模块化多电平换流器的模块化结构具有可扩展性强，容易实现冗余控制等特点，因此十分适用于柔性直流输电系统。其中晶闸管是功率模块发生过电流故障时的重要分流元件，因此晶闸管压装结构是保障模块化多电平换流器可靠运行的一个关键部件。

现有关于晶闸管压装结构的专利技术有：

授权公告号为CN201549484U、授权公告日为2010.08.11、发明名称为《一种晶闸管压装装置》的发明，公开的技术方案为：一种用于直流换流阀的晶闸管液压式压装装置，包括液压装置和对中固定装置。该装置利用的液压系统压力控制精确、易于操作，采用模块化设计，结构精巧，便于移动和操作。

授权公告号为CN102136468B、授权公告日为2012.07.11、发明名称为《晶闸管阀段及其压接方法》的发明，公开的技术方案为：一种用于包括水冷散热器和晶闸管组成的阀组的压接方法；该方法保证晶闸管压接力的均匀性，提高了系统压接的可靠性和稳定性。

授权公告号为CN101950724B、授权公告日为2013.07.03、发明名称为《一种直流输电换流阀用晶闸管压装机构》的发明，公开的技术方案为：一种用于直流输电换流阀的晶闸管压装机构，该机构使晶闸管压力分布均匀、压力控制精确、易于操作、便于维修，能有效保证晶闸管压力要求，满足晶闸管长期运行稳定性和可靠性要求，且操作简单高效。

上述专利虽然都是有关晶闸管的压装技术，但是都是以多个晶闸管串联结构的压装考虑的，同时还包含了水冷散热器，其机构都较为复杂，成本也较高。鉴于以上问题，有必要提供一种适用模块化多电平换流器功率模块内部的单个晶闸管压装技术。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构紧凑、晶闸管受力均匀，安装检修方便的模块化多电平换流器功率模块内的晶闸管压装结构。

为实现上述目的本发明采用如下方案：

一种模块化多电平换流器功率模块内的晶闸管压装结构，包括两块压力分散板，两块压力分散板通过螺栓副连接组成压装结构的支撑框架，晶闸管阳极侧和阴极侧分别设置有正母排和负母排，设置有正母排和负母排的晶闸管两侧分别设置绝缘块后置于两块压力分散板之间夹持固定。

所述晶闸管与两侧绝缘块之间分别设置有顶丝，所述顶丝穿过正、负母排设置于绝缘块与晶闸管的圆心之间。

所述绝缘块接触压力分散板的一侧设有凸起的中心小圆柱，两压力分散板相应位置设有中心圆孔，绝缘块的中心小圆柱插入压力分散板的中心圆孔中，所述绝缘块、正母排、晶闸管、负母排、压力分散板同轴心放置。

所述螺栓副由外六角螺栓和球面六角螺母组成。

所述外六角螺栓两端与两块压力分散板之间均安装有碟形弹簧。

所述外六角螺栓上套装有绝缘套管。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1.本发明的压力分散板采用螺母副顶压形式固定绝缘块、正母排、负母排和晶闸管，压装结构简单，安装拆卸方便，晶闸管受力均匀。

2.所述绝缘块分别装于晶闸管的阳极侧和阴极侧，与晶闸管的轴心容易保持一致，从而保证了晶闸管压接力的均匀性。

进一步，碟形弹簧用来调整晶闸管压装力的大小和方向，成本低廉、操作简单，维修方便，压装结构安全可靠、性能稳定，；且压装结构，设计合理，成本低廉。