一种二极管模块的制作方法

本发明属于大功率电力推进装置制造技术领域，具体涉及一种大功率压装式二极管模块。

背景技术：

随着社会的发展，生态破坏和环境污染对人们的生活造成越来越严重的影响，环境保护逐渐引起各国政府的重视。

现代船舶特别是远洋船舶因吨位大，推进功率大等原因，传统的化石燃料使得船舶的污染非常严重。有资料显示，传统柴油机船舶在航行过程中造成的大气污染和水污染十分惊人，一吨柴油燃烧可产生三吨以上的二氧化碳和一氧化碳。船舶能效设计指数（eedi）作为当前国际海事组织（imo）控制船舶温室气体排放的主要手段，其数值越低代表船舶碳排放量越低，到2025年，imo要求船舶eedi指数需低于基线30%。因此传统推进系统会逐步被变频电力推进系统代替，而该系统中会大量应用大功率二极管这一器件，高效、可靠的大功率二极管模块将受市场青睐。

目前市场出现的大功率二极管模块主要面临压装工艺复杂，需整列二极管阀组和工装一起上压装机压装，生产难度大，效率低；压装工装往往不含集水器，集成度不高，功率密度低。

技术实现要素：

本发明的目的在于根据现有技术的不足，设计一种大功率压装式二极管模块，目的在于解决现有压装工装生产难度大，集成度低，外观不够美观等问题。

为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种二极管模块，包括左支撑立柱、右支撑立柱以及连接在左支撑立柱和右支撑立柱之间的下压横梁和上压横梁，所述的左支撑立柱和右支撑立柱内有流道，流道的开口处安装宝塔接头和塑料水嘴，所述的下压横梁和上压横梁之间为多个冷却水包和二极管串接形成的二极管阀组，冷却水包的进出水嘴通过塑料软管与左支撑立柱和右支撑立柱上的塑料水嘴相连，二极管阀组底部与下压横梁之间设置有受压下锥体，所述的上压横梁上平行设置有二极管蝶形弹簧组件和原动齿轮传动组件，二极管蝶形弹簧组件用于对二极管阀组进行压力的传导和保持，所述的二极管蝶形弹簧组件包括传力压杆和设置在传力压杆上的从动齿轮压杆，所述的从动齿轮压杆外圆周设置有传动齿，所述的从动齿轮压杆通过螺纹连接在上压横梁中心处，所述的传力压杆下侧有与受压下锥体对应的均压上锥体，均压上锥体位于二极管阀组顶部，所述的原动齿轮传动组件包括旋转杆和设置在旋转杆上的原动齿轮，所述的原动齿轮与传动齿啮合且齿数少于传动齿。

所述的一种二极管模块，其二极管蝶形弹簧组件还包括安装在从动齿轮压杆下端螺纹柱上的自锁螺母以及设置在传动齿下方的蝶形弹簧，蝶形弹簧设置在传力压杆上，所述传力压杆上端的螺纹柱安装有位于从动齿轮压杆上方的防松螺母和平垫。

所述的一种二极管模块，其原动齿轮通过键与旋转杆连接，旋转杆上还设置有用于对原动齿轮限位的轴用弹性挡圈，可使用套筒扳手来驱动旋转杆做圆周运动从而带动原动齿轮同轴转动。

所述的一种二极管模块，其右支撑立柱上设置有带孔旋转限位器，所述的旋转杆穿过所述的孔中。

所述的一种二极管模块，其二极管阀组还包括绝缘格栅和铜排。

所述的一种二极管模块，其传动齿和原动齿轮的齿轮比为5:1，原动齿轮旋转360°带动从动齿轮压杆旋转72°，这样可以提高压力传导的精度，不至于对二极管阀组造成过压。

本发明的有益效果是：

1，本发明的左支撑立柱和右支撑立柱中含有冷却水流道，使压装工装的集成度更高，外形更为简洁、美观。

2，本发明只需将二极管蝶形弹簧组件放置在压装机上受压和保压，然后在工装装配时将压力传导到二极管阀组即可，无需整体压装，压装和安装工艺简单易操作，大大提高生产效率。

3，本发明采用轴向单点传导压装力的方式，通过均压上椎体将力均匀施加在二极管阀组上，同时使用齿轮机构传动，原动齿轮与传动齿的齿轮比是1:5，能提高施加在二极管阀组的压装力精度，加强二极管在工作中的可靠性。

4，本发明可根据不同电气拓扑定制相应的二极管阀组，从而定制满足该二极管阀组要求的模块，适用性广。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明二极管阀组的主视图；

图3是本发明二极管蝶形弹簧组件的主视图；

图4是本发明原动齿轮传动组件的主视图。

各附图标记为：1—下压横梁，2—左支撑立柱，3—宝塔接头，4—均压上锥体，5—上压横梁，6—二极管蝶形弹簧组件，7—原动齿轮传动组件，8—右支撑立柱，9—旋转限位器，10—塑料水嘴，11—塑料软管，12—二极管阀组，13—受压下锥体，14—绝缘格栅，16—二极管，17—铜排，18—冷却水包，20—传力压杆，21—防松螺母，22—平垫，23—从动齿轮压杆，24—自锁螺母，25—蝶形弹簧，26—旋转杆，27—原动齿轮，28—键，29—轴用弹性挡圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1至图4所示，本发明针对传统压装式二极管模块存在的问题，提出了一种集成度高，可靠性高，安装工艺简单的二极管模块，包括置于模块底部的下压横梁1，置于模块顶部的上压横梁5，模块左右两侧分别为左支撑立柱2和右支撑立柱8，其与上压横梁5和下压横梁1分别通过四个m12的螺栓进行连接；在上压横梁5中心处设有一个通过螺纹连接的二极管蝶形弹簧组件6，该组件右边设有一个原动齿轮传动组件7用于驱动二极管蝶形弹簧组件6旋转，在二极管蝶形弹簧组件6下方是均压上锥体4，在下压横梁1中心处放置一个受压下锥体13，在均压上椎体4和受压下锥体13之间是多个冷却水包18和二极管16串接形成的二极管阀组12。所述左支撑立柱2和右支撑立柱8内部加工有流道，并在流道的开口处安装宝塔接头3和塑料水嘴10，宝塔接头3与橡胶软管相连，橡胶软管用于承载二极管16冷却所需的总进出水；塑料水嘴10通过塑料软管11连接到冷却水包18的塑料水嘴10上，起到对发热的二极管16冷却的作用。所述的宝塔接头3有三种规格，可与dn10、dn12、dn16的橡胶软管连接；所述的塑料水嘴10有两种规格，可与dn6、dn8的塑料软管11连接，可满足不同冷却水流量要求，进而冷却不同损耗的二极管组合。

所述的二极管阀组12由二极管16、冷却水包18、绝缘格栅14和铜排17组成，其中二极管16、冷却水包18、绝缘格栅14和铜排17可作出不同的排列组合以达到不同的电气拓扑需求，通过调整绝缘格栅14和铜排17的尺寸来满足不同电压和电流值；所述的左支撑立柱2和右支撑立柱8高度尺寸和塑料水嘴安装孔位置及数量根据不同的二极管阀组12定制。

图2所示的实施例中，二极管阀组12由绝缘格栅14、冷却水包18、绝缘格栅14、冷却水包18、二极管16、绝缘格栅14依次排列组成，其中二极管16、冷却水包18、冷却水包18、绝缘格栅14和铜排17可作出不同的排列组合以达到不同的电气拓扑需求，通过调整绝缘格栅14和铜排17的尺寸来满足不同电压和电流值；所述的左支撑立柱2和右支撑立柱8高度尺寸和塑料水嘴10安装孔位置及数量根据不同的二极管阀组12定制。

所述的二极管蝶形弹簧组件6由从动齿轮压杆23、自锁螺母24、蝶形弹簧25、传力压杆20、防松螺母21和平垫22组成，该组件装配完成后预先在压装机上施加合适的压装力让蝶形弹簧25发生形变存储压力，然后锁紧防松螺母21使平垫22无法移动，再从压装机上取出，这样通过蝶形弹簧25发生形变来将二极管16所需的压力储存起来，然后安装在上压横梁5上，上压横梁5与二极管蝶形弹簧组件6之间为螺纹连接，通过旋转二极管蝶形弹簧组件6使其轴向单点对二极管阀组12进行压力的传导和保持，当平垫22能移动的那一刻即代表压力传导完成，最后将自锁螺母24拧紧，防止二极管蝶形弹簧6在使用过程中受到震动而发生松动。

所述的原动齿轮传动组件7由旋转杆26、原动齿轮27、键28和轴用弹性挡圈29组成，使用套筒扳手来驱动旋转杆26做圆周运动从而带动原动齿轮27同轴转动。

所述的从动齿轮压杆23上的传动齿和原动齿轮27的齿轮比是5:1，原动齿轮27旋转一周360°带动从动齿轮压杆23旋转72°，这样可以提高压力传导的精度，不至于对二极管阀组12造成过压。所述的蝶形弹簧25可以调整尺寸，数量和堆叠方式来满足不同型号的二极管16所需的压装力。

本发明的压装工装的装配工艺为：

1，装配二极管蝶形弹簧组件6，如图3所示将蝶形弹簧25放置在从动齿轮压杆23下部，传力压杆20从下往上依次穿过蝶形弹簧25、传动齿和从动齿轮压杆23，再在传力压杆20上端螺纹柱上安装平垫22和防松螺母21；此时将传力压杆20的下环形面与压装机基座贴合，压装机对从动齿轮压杆23齿轮上表面施加压力，直至到达压力阀值停机，拧紧防松螺母21，在此期间不断移动平垫22，直至平垫22无法移动；最后将自锁螺母24、弹垫、平垫22安装在从动齿轮压杆23的螺纹柱上。

2，总装配如图1所示，下压横梁1、上压横梁5、左支撑立柱2和右支撑立柱8通过m12螺栓相连；将二极管蝶形弹簧组件6和旋转杆26安装在上压横梁5上，在旋转杆26上安装键28、原动齿轮27和轴用弹性挡圈29，使原动齿轮27和传力压杆20的传动齿啮合在一起，安装旋转限位器9在右支撑立柱8上并使旋转杆26穿过旋转限位器9的孔中；将受压下锥体13、二极管阀组12和均压上锥体4从下至上依次堆叠在下压横梁1中心位置，使用套筒扳手逆时针转动旋转杆26让二极管蝶形弹簧组件6压在均压上锥体4上；在左支撑立柱2和右支撑立柱8上安装宝塔接头3及塑料水嘴10，在两个冷却水包18上安装塑料水嘴10，两个塑料水嘴10之间用塑料软管11相连；逆时针转动旋转杆26直至防松螺母21下的平垫22松动，最后拧紧自锁螺母24。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理和功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。