[发明专利]一种开关单元结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关单元结构，尤其涉及一种用于柔性直流输电领域的开关单元结构。

背景技术

随着电力电子技术的不断发展，功率元件的性能不断升级，尺寸也越来越大。整体结构的空间布局、导电接触面的可靠接触、散热器的散热能力对于电气性能的影响尤为重要。通常，开关单元的结构布局普遍是将开关器件和散热器件简单的安装固定，再通过电气连接形成拓扑电路。这种结构存在的缺点是，布局简单，整体空间占用大，电气连接复杂，拆装维护不方便，造成损耗增加和空间的浪费。

同时，以往使用的压装器件安装结构，是通过若干个螺杆施加预紧，其他器件分布在外的结构，同样空间利用率不高。而且突出问题是，这种结构的导电接触不均匀，很容易造成接触不良或将器件压变形，直接影响电气性能甚至烧坏器件。

现有技术中，均压器件的二极管、电阻、电容都是在开关器件安装好之后，根据装置的具体空间结构分散地布置在整体结构上，这样造成空间布局比较凌乱，与开关器件的电气连接也比较繁琐，绝缘结构布置也有待于改善。

因此，合理的结构是使开关单元设备良好运行的必要条件。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种开关单元结构，该开关单元结构的开关器件、均压器件均设计为压装式结构，可同时满足结构紧凑、拆装简单、零件布局合理、导电接触均匀、电气性能良好、绝缘可靠的要求，为开放式模块化结构。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种开关单元结构，包括压装开关器件、均压器件、器件驱动、驱动钳位、驱动电源，其特征在于，所述的压装开关器件布置于整体结构内部，由树脂支撑杆、端板I、端板I组成框架结构；所述的均压器件通过压装构件组装成均压器件一体模块化结构，并通过结构支撑板安装于压装开关器件框架结构的两侧，所述的器件驱动连接于开关器件的一侧，驱动钳位与器件驱动连接，构成整体式紧凑型开关单元结构。

所述的均压器件结构支撑板上部通过上支座与端板Ⅰ固定，均压器件结构支撑板下部通过支撑座Ⅰ及支撑板角件与端板Ⅱ固定。

所述的压装开关器件包括树脂支撑杆、端板I、导套、蝶形弹簧、顶栓、顶柱I、散热板、开关器件、顶柱II、端板II，顶栓与整体框架的上部端板安装固定，开关器件压装机构的顶柱与下部的端板安装固定；整体通过同轴压装形式将散热板、开关器件间隔排列压装在一起。

所述的树脂支撑杆为高强度绝缘材料。

所述的均压器件一体模块化结构包括电阻、绝缘套杯、夹块I、钢球、压装导柱、压板、二极管、压块、夹块II、蝶形弹簧、紧固件、电容、铜排II、铜排I、绝缘隔板、塑料螺钉，其中二极管通过夹块I、钢球、压装导柱、压板、压块、夹块II、蝶形弹簧、紧固件压装，绝缘套杯套装在紧固件上实现绝缘隔离；电容通过压块装于压装结构上，电阻安装于夹块I上，铜排II、铜排I分别装在夹块I、电容上实现电气连接，电阻通过线缆并联在二极管两端；绝缘隔板通过塑料螺钉装于夹块I和夹块II上，用于单元整体装配时均压器件结构之间的绝缘隔离；所述的绝缘套杯和绝缘隔板构成均压器件的绝缘隔离部件。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、模块化设计，开关器件压装结构与均压器件均为一体化模块设计，本装置将开关器件压装结构与均压器件模块化安装结构结合到一起，形成整体单元，电路拓扑简单清晰、机械安装结构紧凑美观、拆装维护方便。

2、压装结构更加合理，开关器件压装结构将端板与支撑杆组成整体框架，器件定位压装，在轴心处施加预紧力，通过顶柱将预紧力均匀分散，使器件、散热器接触面受力均匀，确保电气性能，结构强度高。均压器件也采用压装式结构，将电阻、电容、二极管采用压装机械结构合理布局，并且通过母排的合理布置进行电气连接，实现了整体结构的模块化，空间布局紧凑、合理，电气连接简单，性能更加可靠。

3、支撑杆采用高强度绝缘材料，有效减少整体结构的绝缘配合尺寸。

4、通过合理的母排设计，有效减少了线路电感，绝缘配合安全可靠，减少了不必要的损耗。

附图说明

图1是开关单元的正面轴侧视图。

图2是开关单元的背面轴侧视图。

图3是开关单元的后视图。

图4是开关单元的侧视图。

图5是压装开关器件立体图。

图6是均压器件结构图。

图7是均压器件是的立体图。