[发明专利]一种方形压接式IGBT压接结构

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统中大功率电力电子器件的装配方法及装置，具体涉及一种方形压接式IGBT压接结构。

背景技术

IGBT(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极晶体管)是一种全控型的电力电子器件。压接式IGBT与模块式IGBT相比，除具有无焊点、双边冷却、高可靠性、耐压高、通流大等优点外，在发生故障时失效形式为短路，在串联应用时并不会因为个别器件的失效而引起整个装置的运行中断，因此非常适合于电力系统的应用。然而，目前国内大量使用的仍是晶闸管的压接技术，对于IGBT串联压接技术并未涉及。

由于硅材料承受电压的限制，现有的IGBT器件的最高电压为6500V左右，而高达几十甚至上百kV电压应用的装置中，IGBT的应用多以串联形式使用，每个阀段需要串联多达几十只的IGBT器件。

国内现有的关于IGBT压装技术基本上都是单个IGBT模块。另外，目前市场上的IGBT驱动器为敞开式结构，即IGBT驱动器上的所有器件全部外露，没有外壳将这些器件与外界进行隔离。这种敞开式结构应用在高湿度、高粉尘、高腐蚀气体氛围等恶劣环境时，IGBT驱动器上的元件或者器件很容易出现加速老化而提前失效或者电气上出现短路现象。

现有的IGBT驱动器与驱动板或者IGBT连接都是通过焊接方式直接连接，在高振动的情况下使用，很容易造成焊点开裂缝并导致连接接触不良。从而给器件正常运行带来很大不确定的因素。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构紧凑、受力均匀，安装检修方便的方形压接式IGBT压接结构。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种方形压接式IGBT压接结构，GBT驱动、驱动支撑架、压接式方形IGBT组成IGBT组件，多个IGBT组件与散热器间隔串联形成串联组件，串联组件两端分别与输出铜排相连接，串联组件两端分别通过顶压装置和弹性夹紧装置置于在前压力分散板和后压力分散板之间夹持固定，前压力分散板和后压力分散板通过绝缘拉杆连接固定在一起构成压接结构的支撑框架。

进一步，所述支撑框架两侧分别连接有挡板，挡板由横梁和横梁连接板所组成，散热器两侧设有挂柱，散热器通过挂柱搭放在两侧的挡板上。

进一步，所述顶压装置由球头螺栓、衬套、压力销和平键组成；弹性夹紧装置由碟弹、压紧销组成；串联组件两端分别还分别设置有前垫块和后垫块，前垫块与位于衬套内的压力销相连接，后垫块与套有碟簧的压紧销相连接，衬套与碟簧位于前压力分散板和后压力分散板之间夹持固定。

进一步，所述前垫块与压力销相连处有凹槽，通过凹槽将前垫块和压力销同轴心放置，前垫块与铜排之间设置有顶丝，顶丝穿过铜排与前垫块的中心；后垫块与铜排及压紧销之间分别设有顶丝，顶丝穿过后垫块与压紧销的圆心。

进一步，所述压接式方形IGBT与IGBT驱动通过插口嵌入相连接，且压接式方形IGBT与散热器面相贴，通过尼龙销子固定压接式方形IGBT的位置。

进一步，所述压力销和压紧销分别与前压力分散板和后压力分散板之间设置有平键。

进一步，所述IGBT驱动固定在外壳内，其外壳与散热器通过驱动支撑架连接在一起。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1、本发明所应用的IGBT为方形器件，在压接过程中整体会发生较大的位移量，其他例如晶闸管的压接基本上位移量很小，所以其压接方式也就不适用于IGBT的压接。

2、本发明整体结构可以看做单个模块来使用，实现多模块构成更高电压等级或更大电流换流阀的基本模块单元。

3、本发明压装结构紧凑，设计合理，轴心位置控制简单、易于操作、便于维护，可减小现场维修工作量，提高对出现故障的元器件更换效率，节约成本。

进一步，本发明中对IGBT驱动进行了保护，驱动外壳固定在散热器上，驱动板和IGBT通过接口连接在一起，减小了相互之间的电磁干扰以及外部环境对驱动板带来的损害，延长其使用寿命。

进一步，本发明的压装结构简单，通过将挂柱搭放在两侧的挡板上确保在压接过程中散热器的中心在同一条直线上，使IGBT受力均匀，对散热器的大小无限制。

进一步，本发明中用尼龙销子对方形IGBT进行定位，使其在压接过程中不会发生偏移，与散热器始终保持一致，从而保证IGBT受力均匀。

进一步、横梁、横梁连接板以及端板固定板的连接方式，替代了现有的一个完整板子模式，避免固定死的板子受到作用力而造成损坏的现象。