散热器、晶闸管组串模块及其压接方法与流程

1.本发明涉及功率模块的压接技术领域，特别涉及一种散热器、晶闸管组串模块及其压接方法。


背景技术：

2.在大功率变流设备中，开关器件如二极管、晶闸管、igct、iegt等多采用压接式器件，在压接式器件二侧压散热器进行散热的同时并作为载流引出排。组串压接方式空间尺寸小，功率密度高，但是工艺水平要求也高。在生产装配和后期维护过程中技术人员操作水平直接影响整体施工效率和批量设备的性能一致性，散热器风道密封性能影响散热效果进一步影响设备出力，散热器引出排与外部接线排的平行度影响着载流搭接面的接触面大小以及机械应力，接触面过小引起的发热和机械应力过大造成的损坏都是设备故障的主要因素。
3.目前压接方式中散热器和晶闸管的定位是通过在中心孔上插入定位销的方式实现，采用一点定位，中心定位方式在装配过程中需要靠点与点对齐，由于晶闸管和散热器的贴合面很难观察到只能靠尝试摸索，依赖于操作人员的技术水平，效率很低。另外定位销插入晶闸管和散热器内部，因此维护拆除晶闸管时需要抬高待拆除晶闸管以上的所有散热器和晶闸管露出定位销才可拆除，对于屏柜内组装的阀组实现起来有困难。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明的目的是提出一种散热器，可以降低晶闸管的定位难度，提高晶闸管组串模块的压接效率。
5.本发明的另一目的是提出一种具有上述散热器的晶闸管组串模块及其压接方法。
6.技术方案：本发明所述的散热器，散热器与晶闸管接触的压接面上设有至少一组定位孔，每组至少包括两个定位孔，所述定位孔用于插放定位销，晶闸管设置于所述压接面的中心时，同一组的所述定位孔的边缘与晶闸管边缘相切，同一组的所述定位孔的间距小于晶闸管的直径。
7.进一步的，所述压接面上设有两组定位孔，当晶闸管的第一端面设置于所述压接面的中心时，第一组定位孔的边缘与晶闸管边缘相切；当晶闸管的第二端面设置于所述压接面的中心时，第二组定位孔的边缘与晶闸管边缘相切；其中，所述第一端面的面积大于所述第二端面的面积。
8.进一步的，所述定位孔设置于背向散热器的载流引出排的一侧。
9.进一步的，所述压接面和散热器的进出风截面均为矩形，且所述进出风截面与所述压接面垂直。
10.本发明所述的晶闸管组串模块，包括上夹件、下夹件、连接所述上夹件与下夹件的连接件以及设置于所述上夹件与所述下夹件之间的晶闸管和上述散热器。
11.进一步的，还包括用于调节所述散热器的第一绝缘挡板和第二绝缘挡板，所述第
二绝缘挡板设置于所述第一绝缘挡板上，所述散热器的相邻两侧分别与所述第一绝缘挡板与所述第二绝缘挡板紧密贴合，所述第一绝缘挡板上设有通风孔，所述晶闸管为圆饼形。
12.进一步的，所述连接件为拉杆，所述拉杆通过螺栓与所述上夹件及所述下夹件连接。
13.进一步的，所述上夹件与所述下夹件通过四根互相平行的所述拉杆连接。
14.进一步的，所述螺栓与所述上夹件之间设有弹性件。
15.进一步的，所述弹性件为蝶形弹簧。
16.本发明所述的晶闸管组串模块的压接方法，具体包括如下步骤：
17.1)在治具上固定好第一绝缘挡板、第二绝缘挡板及下夹件；
18.2)摆放散热器，使散热器的边缘与第一绝缘挡板和第二绝缘挡板紧密贴合；
19.3)在散热器的需要与晶闸管紧贴的压接面上的一组定位孔内插入定位销；
20.4)将晶闸管从散热器一侧推入，直到晶闸管的边缘与定位销紧密贴合；
21.5)重复步骤2)至4)，直到所有晶闸管(200)与对应散热器(100)上的定位销紧密贴合，以及所有散热器(100)的边缘与第一绝缘挡板(300)和第二绝缘挡板(310)紧密贴合；
22.6)摆放上夹件，并将上夹件与下夹件通过连接件连接，调节连接件使上夹件与下夹件之间的压力达到模块的需要值。
23.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
24.1、双定位销定位晶闸管的位置，保证晶闸管能位于散热器的中心的同时，便于拆卸，易于定位，保证压接的一致性。
25.2、通过挡板使散热器的截面处在同一平面，避免风道挡板漏风，避免引出排与外部接排小面积接触增加发热量。
附图说明
26.图1为本发明第一实施例的散热器的俯视图；
27.图2为本发明第二实施例的散热器的俯视图；
28.图3为本发明实施例的晶闸管组串模块的压接俯视图；
29.图4为本发明实施例的晶闸管组串模块的侧视图。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
31.参照图1，根据本发明实施例的散热器，用于晶闸管200的组串模块，其与晶闸管200接触的压接面上设有至少一组定位孔，压接面为散热器的上端面或者下端面，每组至少包括两个定位孔。当晶闸管200设置于压接面的中心时，同一组的定位孔的边缘与晶闸管200的边缘相切，同一组内的定位孔之间的间距小于晶闸管200的直径。
32.根据上述技术方案的散热器，用于晶闸管组串模块时，在属于同一组的定位孔内插入定位销，晶闸管200可以通过如图1所示的方式推入到散热器100上，由于晶闸管200多为圆饼形，当晶闸管200与定位销紧密贴合时，即可恰好使晶闸管200位于散热器100的中心，相对于传统的在晶闸管200中心设置穿过晶闸管200的定位销，安装时不用观察晶闸管200和散热器100的压接面，安装效率高，且安装的一致性高，容错率高。拆卸时相比于采用
穿过晶闸管200的定位销单点定位，无需拆卸定位销，调节两端夹件之间的压力即可，便于在机柜等狭小空间内组装更换。
33.实际中，为了便于区分晶闸管200的极性，晶闸管200两端的端面通常一大一小，所以相应地，参照图2，散热器100的压接面上具有两组定位孔，当晶闸管200的较大的第一端面与散热器100的压接面接触时，第一组定位孔110的边缘与晶闸管200的边缘相切；当晶闸管200的较小的第二端面与散热器100的压接面接触时，第二组定位孔120的边缘与晶闸管200的边缘相切。使用时可以根据实际情况选择在第一组定位孔110或者第二组定位孔120中插入定位销。
34.由于在晶闸管组串模块中，散热器100的旋转角度不一致时，散热器100的风道挡板处会出现漏风，且散热器100的载流引出排与外部铜排之间的接触面会变小，导致机械应力集中，且发热量增大。所以为克服上述问题，散热器100宜采用规则的矩形散热器100，其压接面和进出风的截面均为矩形，且进出风的截面与压接面垂直，便于依靠挡板等部件使串接模块的散热器100的角度一致。同时为了便于外部工具与散热器100紧密贴合，且外部工具不对晶闸管200的摆放造成阻挡，定位孔宜设置于背向载流引出排的一侧，外部工具可以与背向载流引出排的侧面紧密贴合来调整整个模块的散热器100的旋转角一致，而晶闸管200可以从载流引出排的一侧推入与定位销贴合实现定位。
35.参照图3及图4，根据本发明实施例的晶闸管200组串模组，包括上夹件400、下夹件410及连接上夹件400和下夹件410的连接件、以及设置于上夹件400和下夹件410之间的上述散热器100和晶闸管200，晶闸管200为圆饼形。还包括第一绝缘挡板300及第二绝缘挡板310，第二绝缘挡板310设置于第一绝缘挡板300上，散热器100的相邻的两个侧边分别与第一绝缘挡板300和第二绝缘挡板300紧密贴合，以实现散热器100的定位。连接件用于将上夹件400和下夹件410连接的同时，还可以调节上夹件400和下夹件410之间的压力，使散热器100和晶闸管200串联压接形成换流阀组。连接件可以为拉杆420或者紧固带。
36.参照图4，在本实施例中，上夹件400与下夹件410之间通过四根互相平行的拉杆420连接，拉杆420通过螺栓421与上夹件400和下夹件410连接，上夹件400和螺栓421之间设有弹性件422，以便于调节上夹件400和下夹件410之间的压力，弹性件422多选用蝶形弹簧。
37.参照图3，根据本发明实施例的晶闸管组串模块，可以由如下方法压接组装：
38.1)在治具上固定好第一绝缘挡板300、第二绝缘挡板310及下夹件410；
39.2)摆放散热器100，使散热器100的边缘与第一绝缘挡板300和第二绝缘挡板310紧密贴合；
40.3)在散热器100的需要与晶闸管200紧贴的压接面上的一组定位孔内插入定位销；
41.4)将晶闸管200从散热器100一侧推入，直到晶闸管200的边缘与定位销紧密贴合；
42.5)重复步骤2)至4)，直到所有晶闸管(200)与对应散热器(100)上的定位销紧密贴合，以及所有散热器(100)的边缘与第一绝缘挡板(300)和第二绝缘挡板(310)紧密贴合；
43.6)摆放上夹件400，并将上夹件400与下夹件410通过连接件连接，调节连接件使上夹件400与下夹件410之间的压力达到模块的需要值。
44.在本实施例中，由于选择的散热器100为矩形，所以第一绝缘挡板300和第二绝缘挡板310相互垂直，组装时将散热器100的载流引出排背向两个挡板推入到两个挡板之间，使散热器100的两个相邻直角边与第一绝缘挡板300和第二绝缘挡板310贴合，即可使散热
器100的旋转角一致，以避免产生机械应力，影响模块寿命，同时确保载流引出排与外部接排接触面一致，不易发热，并避免风道挡板漏风，影响散热性能。
45.最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。