一种用于大容量功率单元的分体式双框架结构的制作方法

本实用新型应用于电力系统中的大容量变频器，尤其涉及一种用于大容量功率单元的分体式双框架结构。

背景技术：

目前在电力系统中小容量变频器功率单元采用的是整体式单框架结构，小容量的二极管阀串与IEGT阀串平行安装在一个框架上，由于小容量的二极管阀串与IEGT阀串压装力较小且相近，整体单框架变形小，两种阀串压装相互影响较小，阀串上的IEGT等功率器件表面压应力分布较为均匀，运行比较稳定。而对于大容量变频器功率单元，耐电压为4kV，额定电流达到3000A，必须采用大容量的IEGT等功率器件，要求的压装力也大副提高，IEGT阀串压装力可达到9吨力，而二极管阀串压装力为4吨，整体单框架受力不平衡，阀串框架变形大，两种阀串压装相互影响严重，导致大容量的IEGT等功率器件表面压应力分布不均匀，大容量的IEGT等功率器件经常出现局部结温过高现象以至功率器件损坏，严重影响系统运行，并且在更换一种阀串时，需将另一种阀串同时拆装，影响了大容量的IEGT等功率器件的压装性能，给大容量的IEGT等功率器件的运行稳定性带来一定影响，并且由于重复拆装功率器件而导致了功率器件的一定损坏，造成不必要的成本损耗，并且给压装、维护带来不便。

现有技术中，专利申请号201020128035.0，公开了一种基于IEGT的功率相模块，是耐电压达4kV，额定电流最高到1500A的小容量的变频器功率单元，模块中两种阀串压装力相近，均在4吨左右，该技术采用了两种阀串安装在一个框架上，框架变形较小，两种阀串压装相互影响较小，不影响IEGT等功率器件的使用，两种阀串间用绝缘隔板以减小两种阀串空间距离，该技术由于采用一个框架，压装、维护均要同时拆装两种阀串，压装、维护极为不便利，且功率器件重复压装极易损坏。若用相同结构来实施大容量变频器功率单元，耐电压为4kV，额定电流达到3000A，IEGT阀串压装力达到9吨力，二极管阀串压装力为4吨，由于两种阀串压装力的极不平衡，将导致单框架会产生很大的变形，两种阀串压装相互影响严重，必然导致IEGT等功率器件损坏，所以无法应用该项技术。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种用于大容量功率单元的分体式双框架结构，用以实现IEGT阀串及二极管阀串在压装中互不影响，保证大容量的IEGT等功率器件表面压应力分布的均匀性，使得大容量的IEGT等功率器件在系统运行中具有稳定性。并且保证整体结构的紧凑性，优化电气单元的联接特性。能够独立更换一种阀串而不必拆装另外一种阀串，减少由于重复拆装而导致的大容量的二极管等功率器件的损坏。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种用于大容量功率单元的分体式双框架结构，包括电气连接单元、母排连接单元、管路系统单元、二极管阀串单元、IEGT阀串单元，电气连接单元、母排连接单元连接在二极管阀串单元和IEGT阀串单元的功率器件上；管路系统单元连接在功率器件上，用于冷却功率器件；还包括顶板、底板、电气盖板单元、前侧面板、后侧面板、电气连接单元、母排连接单元、隔板，二极管阀串单元和IEGT阀串单元均为独立框架结构；

二极管阀串单元和IEGT阀串单元通过固定螺栓连接，二极管阀串单元和IEGT阀串单元之间设有隔板；

顶板、底板通过连接螺栓分别与二极管阀串单元和IEGT阀串单元固定连接，前侧面板、后侧面板固定连接在顶板与底板之间，设置在顶板和底板前后位置的电气盖板单元、前侧面板、后侧面板、顶板、底板形成密封腔体将功率器件封闭在其中。

所述的二极管阀串单元与IEGT阀串单元为两个独立框架结构的阀串单元，均由框架和固定在框架内的功率器件组成；

二极管阀串单元的框架由二极管阀串上板、二极管阀串下板、设置在两端的二极管阀串端板组成，二极管阀串上板、二极管阀串下板分别固定在二极管阀串端板的顶部和底部；

IEGT阀串单元的框架由IEGT阀串上板、IEGT阀串下板、设置在两端的IEGT阀串端板组成，IEGT阀串上板、IEGT阀串下板分别固定在IEGT阀串端板的顶部和底部；

二极管阀串下板与IEGT阀串上板之间设有隔板，并通过固定螺栓连接。

二极管阀串下板与IEGT阀串上板表面均覆有树脂绝缘包覆层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)采用了分体式双框架结构，两种阀串单元分别承载不同的压装内力，高达9吨力，压装力互不影响，保证了大容量变频器功率单元中的IEGT等功率器件表面压应力的均匀性，使得二极管等功率器件在系统运行中具有稳定性。

2)采用了分体式双框架结构，两种阀串单元可分开拆装，减少了IEGT等功率器件在压装、维护中重复压装的损坏，避免了在维护时拆装一种阀串单元的同时要拆装另一种阀串单元所带来的复杂性与成本损耗。

3)采用了分体式双框架结构，更进一步实现了模块化管理，提高了生产效率，大容量功率单元的质量得以进一步保证。

4)二极管阀串的下板与IEGT阀串的上板表面具有树脂绝缘包覆层，能够进一步减小两种二极管阀串单元间绝缘距离，结构更加紧凑，进一步优化了电气单元的联接特性。

5)固定螺栓、隔板使两种阀串连接简单，拆装方便，并且不承受阀串压装力，避免了因受压装力造成固定螺栓、隔板损坏的隐患，保证了两种阀串绝缘的可靠性。

附图说明

图1是用于大容量功率单元的分体式双框架结构的示意图。

图2是拆除电气盖板单元的用于大容量功率单元的分体式双框架结构的示意图。

图3是二极管阀串单元和IEGT阀串单元装配的结构示意图。

图4是二极管阀串单元结构示意图

图5是IEGT阀串单元结构示意图

图中：1-底板 2-IEGT阀串单元 3-二极管阀串单元 4-后侧面板 5-顶板 6-连接螺栓 7-前侧面板 8-电气盖板单元 9-管路系统单元 10-电气连接单元 11-母排连接单元 12-IEGT阀串上板 13-隔板 14-二极管阀串下板 15-固定螺栓 16-二极管阀串端板 17-二极管阀串上板 18-IEGT阀串下板 19-IEGT阀串端板。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

见图1、图2，用于大容量功率单元的分体式双框架结构，应用在两种不同压装力的二极管阀串单元，具体包括电气连接单元10、母排连接单元11、管路系统单元9、二极管阀串单元3、IEGT阀串单元2，电气连接单元10、母排连接单元11连接在二极管阀串单元3和IEGT阀串单元2的二极管功率器件上；管路系统单元9连接在二极管功率器件上，用于冷却二极管功率器件；还包括顶板5、底板1、电气盖板单元8、前侧面板7、后侧面板4、电气连接单元10、母排连接单元11、隔板13，二极管阀串单元3和IEGT阀串单元2均设有独立框架，使二极管阀串单元3、IEGT阀串单元2压装力互不影响。见图3，二极管阀串单元3和IEGT阀串单元2通过固定螺栓15连接，以承载固定两种二极管阀串单元的载荷；二极管阀串单元3和IEGT阀串单元2之间设有隔板13，保证其与母排连接单元11及与电气连接单元10的深度方向的绝缘距离。

见图1，顶板5、底板1通过连接螺栓6分别与二极管阀串单元3和IEGT阀串单元2固定连接，前侧面板7、后侧面板4固定连接在顶板5与底板1之间，设置在顶板5和底板1前后位置的电气盖板单元8、前侧面板7、后侧面板4、顶板5、底板1形成密封腔体将二极管功率器件封闭在其中，以防尘防干扰。

见图3，二极管阀串单元3与IEGT阀串单元2为两个独立框架结构的阀串单元，该独立框架结构使两种阀串的功率器件所受压装力互不影响，能够独立压装，保证了IEGT等功率器件表面压应力的均匀性，使得IEGT等功率器件在系统运行中具有稳定性。并且能够做到更换一种阀串单元而不必拆装另外一种阀串单元，避免了由于重复拆装而导致的IEGT等功率器件的损坏，避免了不必要的成本损耗。

见图3，二极管阀串单元3与IEGT阀串单元2均由框架和固定在框架内的功率器件组成，IEGT阀串单元2的框架由IEGT阀串上板12、IEGT阀串下板18、IEGT阀串端板19组成，IEGT阀串上板12、IEGT阀串下板18固定连接在对称设置的IEGT阀串端板19的上下两端；二极管阀串单元3的框架由二极管阀串上板17、二极管阀串下板14、两端的二极管阀串端板16组成，二极管阀串上板17、二极管阀串下板14分别设置在二极管阀串端板16的上下两端。二极管阀串单元3的二极管阀串下板14与IEGT阀串单元2的IEGT阀串上板12之间设有隔板13，并通过固定螺栓15连接，以减小二极管阀串单元3、IEGT阀串单元2之间距离，保证结构紧凑的距离要求，进一步优化了电气单元的联接特性；隔板13可限制IEGT阀串上板12与二极管阀串下板14的连接变形。其中，二极管阀串单元3的二极管阀串下板14与IEGT阀串单元2的IEGT阀串上板12表面均覆有树脂绝缘包覆层。固定螺栓15为环氧玻璃丝材质。隔板13为环氧玻璃丝材质。

本实用新型的优点：

1)采用了分体式双框架结构，两种阀串单元分别承载不同的压装内力，高达9吨力，压装力互不影响，保证了大容量变频器功率单元中的IEGT等功率器件表面压应力的均匀性，使得二极管等功率器件在系统运行中具有稳定性。

2)采用了分体式双框架结构，两种阀串单元可分开拆装，减少了IEGT等功率器件在压装、维护中重复压装的损坏，避免了在维护时拆装一种阀串单元的同时要拆装另一种阀串单元所带来的复杂性与成本损耗。

3)采用了分体式双框架结构，更进一步实现了模块化管理，提高了生产效率，大容量功率单元的质量得以进一步保证。

4)二极管阀串的下板与IEGT阀串的上板表面具有树脂绝缘包覆层，能够进一步减小两种二极管阀串单元间绝缘距离，结构更加紧凑，进一步优化了电气单元的联接特性。

5)固定螺栓、隔板使两种阀串连接简单，拆装方便，并且不承受阀串压装力，避免了因受压装力造成固定螺栓、隔板损坏的隐患，保证了两种阀串绝缘的可靠性。