一種方形壓接式igbt壓接結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統中大功率電力電子器件的裝配方法及裝置，具體涉及一種方形壓接式IGBT壓接結構。
【背景技術】
[0002]IGBT (insulated gate bipolar transistor，絕緣棚.雙極晶體管)是一種全控型的電力電子器件。壓接式IGBT與模塊式IGBT相比，除具有無焊點、雙邊冷卻、高可靠性、耐壓高、通流大等優點外，在發生故障時失效形式為短路，在串聯應用時并不會因為個別器件的失效而引起整個裝置的運行中斷，因此非常適合于電力系統的應用。然而，目前國內大量使用的仍是晶閘管的壓接技術，對于IGBT串聯壓接技術并未涉及。
[0003]由于硅材料承受電壓的限制，現有的IGBT器件的最高電壓為6500V左右，而高達幾十甚至上百kV電壓應用的裝置中，IGBT的應用多以串聯形式使用，每個閥段需要串聯多達幾十只的IGBT器件。
[0004]國內現有的關于IGBT壓裝技術基本上都是單個IGBT模塊。另外，目前市場上的IGBT驅動器為敞開式結構，即IGBT驅動器上的所有器件全部外露，沒有外殼將這些器件與外界進行隔離。這種敞開式結構應用在高濕度、高粉塵、高腐蝕氣體氛圍等惡劣環境時，IGBT驅動器上的元件或者器件很容易出現加速老化而提前失效或者電氣上出現短路現象。
[0005]現有的IGBT驅動器與驅動板或者IGBT連接都是通過焊接方式直接連接，在高振動的情況下使用，很容易造成焊點開裂縫并導致連接接觸不良。從而給器件正常運行帶來很大不確定的因素。
【發明內容】
[0006]本發明目的在于提供一種結構緊湊、受力均勻，安裝檢修方便的方形壓接式IGBT壓接結構。
[0007]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0008]—種方形壓接式IGBT壓接結構，GBT驅動、驅動支撐架、壓接式方形IGBT組成IGBT組件，多個IGBT組件與散熱器間隔串聯形成串聯組件，串聯組件兩端分別與輸出銅排相連接，串聯組件兩端分別通過頂壓裝置和彈性夾緊裝置置于在前壓力分散板和后壓力分散板之間夾持固定，前壓力分散板和后壓力分散板通過絕緣拉桿連接固定在一起構成壓接結構的支撐框架。
[0009]進一步，所述支撐框架兩側分別連接有擋板，擋板由橫梁和橫梁連接板所組成，散熱器兩側設有掛柱，散熱器通過掛柱搭放在兩側的擋板上。
[0010]進一步，所述頂壓裝置由球頭螺栓、襯套、壓力銷和平鍵組成；彈性夾緊裝置由碟彈、壓緊銷組成；串聯組件兩端分別還分別設置有前墊塊和后墊塊，前墊塊與位于襯套內的壓力銷相連接，后墊塊與套有碟簧的壓緊銷相連接，襯套與碟簧位于前壓力分散板和后壓力分散板之間夾持固定。
[0011]進一步，所述前墊塊與壓力銷相連處有凹槽，通過凹槽將前墊塊和壓力銷同軸心放置，前墊塊與銅排之間設置有頂絲，頂絲穿過銅排與前墊塊的中心；后墊塊與銅排及壓緊銷之間分別設有頂絲，頂絲穿過后墊塊與壓緊銷的圓心。
[0012]進一步，所述壓接式方形IGBT與IGBT驅動通過插口嵌入相連接，且壓接式方形IGBT與散熱器面相貼，通過尼龍銷子固定壓接式方形IGBT的位置。
[0013]進一步，所述壓力銷和壓緊銷分別與前壓力分散板和后壓力分散板之間設置有平鍵。
[0014]進一步，所述IGBT驅動固定在外殼內，其外殼與散熱器通過驅動支撐架連接在一起。
[0015]與現有技術相比，本發明的有益效果包括:
[0016]1、本發明所應用的IGBT為方形器件，在壓接過程中整體會發生較大的位移量，其他例如晶閘管的壓接基本上位移量很小，所以其壓接方式也就不適用于IGBT的壓接。
[0017]2、本發明整體結構可以看做單個模塊來使用，實現多模塊構成更高電壓等級或更大電流換流閥的基本模塊單元。
[0018]3、本發明壓裝結構緊湊，設計合理，軸心位置控制簡單、易于操作、便于維護，可減小現場維修工作量，提高對出現故障的元器件更換效率，節約成本。
[0019]進一步，本發明中對IGBT驅動進行了保護，驅動外殼固定在散熱器上，驅動板和IGBT通過接口連接在一起，減小了相互之間的電磁干擾以及外部環境對驅動板帶來的損害，延長其使用壽命。
[0020]進一步，本發明的壓裝結構簡單，通過將掛柱搭放在兩側的擋板上確保在壓接過程中散熱器的中心在同一條直線上，使IGBT受力均勻，對散熱器的大小無限制。
[0021]進一步，本發明中用尼龍銷子對方形IGBT進行定位，使其在壓接過程中不會發生偏移，與散熱器始終保持一致，從而保證IGBT受力均勻。
[0022]進一步、橫梁、橫梁連接板以及端板固定板的連接方式，替代了現有的一個完整板子模式，避免固定死的板子受到作用力而造成損壞的現象。
[0023]進一步、碟形彈簧用來調整IGBT壓裝力的大小和方向，成本低廉、操作簡單，維修方便，壓裝結構安全可靠、性能穩定。
【附圖說明】
[0024]圖1為IGBT壓裝結構的主視圖；
[0025]圖2為IGBT壓裝結構的左視圖；
[0026]圖3為IGBT壓裝結構的俯視圖；
[0027]圖4為IGBT壓裝結構的三維視圖；
[0028]圖5為IGBT驅動及其外殼；
[0029]圖中:1_前壓力分散板；2_后壓力分散板；3-銅排；4_絕緣拉桿；5-襯套；6-壓力銷；7_前墊塊；8_球頭螺栓；9_后墊塊；10-壓緊銷；11_碟簧；12_橫梁；13-橫梁連接板；14-端板連接板；15-1GBT驅動；16_驅動支撐架；17_壓接式方形IGBT ;18_散熱器；19_掛柱；20_尼龍銷子；21_螺栓。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖對本發明進行詳細地描述。
[0031]本發明的IGBT壓裝結構，其主視圖如圖1所示，右視圖如圖2所示，俯視圖如圖3所示，三維視圖如圖4所示，IGBT驅動及其外殼如圖5所示。
[0032]由IGBT驅動15、驅動支撐架16、壓接式方形IGBT 17組成IGBT組件，壓接式IGBT組件和散熱器18相間串聯在一起構成整個閥組，在閥組兩端連接有輸出銅排3，兩側輸出銅排通過頂絲分別與前墊塊7和后墊塊9同心連接在一起，前墊塊7和后墊塊9分別與頂壓裝置和彈性夾緊裝置連接，頂壓裝置由球頭螺栓8、襯套5、壓力銷6以及平鍵構成，彈性夾緊裝置由碟彈11、壓緊銷10組成；前壓力分