本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種壓裝串器件更換工裝。

背景技術(shù)：

集成門極換流晶閘管(Integrated Gate Commutated Thyristors，IGCT)是一種高效率、可靠性高的電力半導(dǎo)體器件，IGCT在開(kāi)通時(shí)是一個(gè)門極可關(guān)斷晶閘管(Gate Turn-off Thyrisitor，GTO)，而在關(guān)斷時(shí)是一個(gè)晶體管，兼具晶體管開(kāi)關(guān)速度快、開(kāi)關(guān)損耗低和晶閘管導(dǎo)通損耗低、阻斷電壓高、輸出電流大的特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在中壓大功率變頻器中。隨著海上風(fēng)電和大噸位船舶的逐步發(fā)展，綜合考慮中壓大功率變頻器的電氣特性及功率級(jí)別，其在這些領(lǐng)域的應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛。

圖1為現(xiàn)有的一種三電平IGCT相模塊，圖2a至圖2c為IGCT壓裝串中的主要器件。如圖1、圖2a至圖2c所示，三電平IGCT相模塊包括IGCT壓裝串11與二極管壓裝串12，IGCT壓裝串11與二極管壓裝串12通過(guò)對(duì)應(yīng)的壓裝組件13壓裝在壓裝框架14內(nèi)，其中，IGCT壓裝串11主要包括IGCT111、散熱器112以及定位結(jié)構(gòu)113，定位結(jié)構(gòu)113通過(guò)定位爪114定位在支撐水管15上，IGCT111和散熱器112分別通過(guò)與定位結(jié)構(gòu)113上的IGCT定位卡槽115、IGCT導(dǎo)向部117以及散熱器接口116配合而成串狀定位在相模塊中，IGCT壓裝串11的散熱器112與二極管壓裝串12的散熱器122通過(guò)軟母線16進(jìn)行電氣連接。

按照現(xiàn)有的器件更換方式，當(dāng)IGCT(或二極管)損壞時(shí)，首先卸掉壓裝串上的壓裝載荷，一人將損壞的IGCT上方所有器件向上移動(dòng)3到5mm，另一人將損壞的IGCT從定位結(jié)構(gòu)中抽拉出來(lái)，然后進(jìn)行更換，該種更換方式需要兩人配合，并且當(dāng)IGCT位于壓裝串底層時(shí)，向上挪動(dòng)其他器件非常吃力，并且當(dāng)壓裝串長(zhǎng)度是該壓裝串2到3倍的時(shí)，底層器件的更換幾乎是不可能的。此外，在海上風(fēng)電以及船舶等現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狹窄導(dǎo)致不便于兩人同時(shí)進(jìn)行操作的情況下，通過(guò)該種更換方式也難以對(duì)器件進(jìn)行更換。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種壓裝串器件更換工裝，可在較小空間內(nèi)使用，并可通過(guò)單人操作進(jìn)行壓裝串器件的更換。

本發(fā)明提供一種壓裝串器件更換工裝，包括相互平行的第一撐板、第二撐板以及在所述第一撐板與所述第二撐板之間依次排列的第一從動(dòng)組件、主動(dòng)組件及第二從動(dòng)組件，所述第一從動(dòng)組件的一端與所述第一撐板螺紋連接，另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在所述第二撐板上，所述第二從動(dòng)組件的一端與所述第二撐板螺紋連接，另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在所述第一撐板上，所述主動(dòng)組件的兩端分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地穿設(shè)在所述第一撐板與所述第二撐板中，所述主動(dòng)組件、第一從動(dòng)組件及第二從動(dòng)組件分別設(shè)有調(diào)節(jié)齒輪，所述第一從動(dòng)組件與所述第二從動(dòng)組件的調(diào)節(jié)齒輪分別與所述主動(dòng)組件的調(diào)節(jié)齒輪嚙合，所述第一撐板與所述第二撐板的前端分別設(shè)有與壓裝串散熱器配合的散熱器接口。

進(jìn)一步的，所述主動(dòng)組件包括主動(dòng)齒輪軸與主動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪，所述第一從動(dòng)組件包括第一從動(dòng)齒輪軸、第一從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪與第一定位套環(huán)，所述第二從動(dòng)組件包括第二從動(dòng)齒輪軸、第二從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪與第二定位套環(huán)。

進(jìn)一步的，所述第一從動(dòng)齒輪軸包括第一螺紋端與第一定位端，所述第一螺紋端與所述第一撐板螺紋連接，所述第一定位端通過(guò)所述第一定位套環(huán)可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在所述第二撐板上，所述第二從動(dòng)齒輪軸包括第二螺紋端與第二定位端，所述第二螺紋端與所述第二撐板螺紋連接，所述第二定位端通過(guò)所述第二定位套環(huán)可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在所述第一撐板上。

進(jìn)一步的，所述所述第一螺紋端上的螺紋與所述第二螺紋端上的螺紋旋向相反。

進(jìn)一步的，所述第一定位端設(shè)有外螺紋，所述第一定位套環(huán)設(shè)有內(nèi)螺紋，所述第一定位端穿過(guò)所述第二撐板后與所述第一定位套環(huán)螺紋連接，所述第一定位套環(huán)的端面與所述第二撐板面接觸。

進(jìn)一步的，所述第二定位端與所述第二定位套環(huán)間隙配合，所述第二定位端凸伸出所述第二定位套環(huán)，所述第一撐板設(shè)有定位孔，所述第二定位端凸伸出所述第二定位套環(huán)的部分與所述定位孔可轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述第二定位套環(huán)的兩側(cè)端面分別與所述第一撐板和所述第二從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪的端面面接觸。

進(jìn)一步的，所述第一從動(dòng)組件、主動(dòng)組件及第二從動(dòng)組件在所述第一撐板與所述第二撐板的后端沿所述第一撐板與所述第二撐板的長(zhǎng)度方向依次排列成“一”字形。

進(jìn)一步的，所述主動(dòng)齒輪軸中部的直徑大于所述主動(dòng)齒輪軸兩端的直徑，所述主動(dòng)齒輪軸的兩端設(shè)有外六角驅(qū)動(dòng)接口。

進(jìn)一步的，所述主動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪通過(guò)緊定螺釘及位于所述主動(dòng)齒輪軸上的平鍵固定在所述主動(dòng)齒輪軸的中部，所述第一從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪通過(guò)緊定螺釘及位于所述第一從動(dòng)齒輪軸上的平鍵固定在所述第一從動(dòng)齒輪軸的中部，所述第二從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪通過(guò)位于所述第二從動(dòng)齒輪軸上的平鍵及軸肩定位在所述第二從動(dòng)齒輪軸的中部。

進(jìn)一步的，所述主動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪、第一從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪及第二從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪的齒數(shù)相等。

本發(fā)明實(shí)施例的壓裝串器件更換工裝通過(guò)各組件間的齒輪副配合調(diào)節(jié)撐板間距，且主動(dòng)組件的兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)從動(dòng)組件，有利于降低撐板前端所受載荷形成的力矩在螺紋配合處引起的壓力，具有較強(qiáng)的負(fù)荷驅(qū)動(dòng)能力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，可在單人操作下快速完成器件更換，適合于海上風(fēng)電和船舶等現(xiàn)場(chǎng)空間小的場(chǎng)合，對(duì)生產(chǎn)造成的影響較小。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有的一種三電平IGCT相模塊。

圖2a為IGCT壓裝串中散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2b為IGCT壓裝串中定位結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2c為IGCT壓裝串中的IGCT的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的壓裝串器件更換工裝的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的壓裝串器件更換工裝在另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中第一從動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中第一從動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)分解示意圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例中第二從動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例中第二從動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)分解示意圖。

圖9為本發(fā)明實(shí)施例中主動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本發(fā)明實(shí)施例中主動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)分解示意圖。

圖11為本發(fā)明實(shí)施例中壓裝串器件更換工裝的工作過(guò)程示意圖。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的壓裝串器件更換工裝的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的壓裝串器件更換工裝在另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3與圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例的壓裝串器件更換工裝(以下稱“更換工裝”)包括第一撐板21、第二撐板22、第一從動(dòng)組件30、主動(dòng)組件40及第二從動(dòng)組件50，第一撐板21與第二撐板22相互平行，第一從動(dòng)組件30、主動(dòng)組件40及第二從動(dòng)組件50在第一撐板21與第二撐板22的后端之間沿第一撐板21與第二撐板22的長(zhǎng)度方向依次排列成“一”字形，第一從動(dòng)組件30的一端與第一撐板21螺紋連接，另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在第二撐板22上，第二從動(dòng)組件50的一端與第二撐板22螺紋連接，另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在第一撐板21上，主動(dòng)組件40的兩端分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地穿設(shè)在第一撐板21與第二撐板22中，主動(dòng)組件40與第一從動(dòng)組件30之間以及主動(dòng)組件40與第二從動(dòng)組件50之間均通過(guò)齒輪副配合，從而使主動(dòng)組件40可通過(guò)驅(qū)動(dòng)第一從動(dòng)組件30及第二從動(dòng)組件50調(diào)節(jié)第一撐板21與第二撐板22之間的距離，第一撐板21與第二撐板22的前端分別設(shè)有與壓裝串散熱器配合的散熱器接口211、221，壓裝串中的散熱器具有與散熱器接口211、221配合的槽口，該槽口為散熱器自身工藝孔。

請(qǐng)結(jié)合圖5與圖6，第一從動(dòng)組件30包括第一從動(dòng)齒輪軸31、第一從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪32與第一定位套環(huán)33，第一從動(dòng)齒輪軸31包括第一螺紋端311與第一定位端312，第一螺紋端311與第一撐板21螺紋連接，第一定位端312通過(guò)第一定位套環(huán)33可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在第二撐板22上，第一從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪32通過(guò)緊定螺釘35及位于第一從動(dòng)齒輪軸31上的平鍵313固定在第一從動(dòng)齒輪軸31的中部。在本實(shí)施例中，第一定位端312設(shè)有外螺紋，第一定位套環(huán)33設(shè)有內(nèi)螺紋(圖未示)，第一定位端312穿過(guò)第二撐板22后與第一定位套環(huán)33螺紋連接，第一定位套環(huán)33的端面與第二撐板22面接觸。

第一從動(dòng)組件30傳遞主動(dòng)組件40的驅(qū)動(dòng)力矩，驅(qū)動(dòng)第一撐板21沿第一從動(dòng)齒輪軸31的軸向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而調(diào)整第一撐板21與第二撐板22的間距。其中，第一定位套環(huán)33與第一從動(dòng)齒輪軸31采用螺紋配合，有利于在更換工裝裝配過(guò)程中靈活調(diào)整第一定位套環(huán)33與第二撐板22之間的面面接觸，在更換工裝裝配及工作過(guò)程中，第一定位套環(huán)33的端面與第二撐板22對(duì)應(yīng)面域接觸配合，可為第二撐板22提供一個(gè)有效支點(diǎn)，從而降低第二撐板22和第一撐板21前端所受載荷形成的力矩在第二從動(dòng)組件50和第二撐板22螺紋配合處生成的巨大壓力。

請(qǐng)結(jié)合圖7與圖8，第二從動(dòng)組件50包括第二從動(dòng)齒輪軸51、第二從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪52與第二定位套環(huán)53，第二從動(dòng)齒輪軸51包括第二螺紋端511與第二定位端512，第二螺紋端511與第二撐板22螺紋連接，第二定位端512通過(guò)第二定位套環(huán)53可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在第一撐板21上，第二從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪52通過(guò)位于第二從動(dòng)齒輪軸51上的平鍵513及軸肩515定位在第二從動(dòng)齒輪軸51的中部。在本實(shí)施例中，第二定位端512與第二定位套環(huán)53間隙配合，第二定位端512凸伸出第二定位套環(huán)53，第一撐板21設(shè)有定位孔212，第二定位端512凸伸出第二定位套環(huán)53的部分與定位孔212可轉(zhuǎn)動(dòng)配合，第二定位套環(huán)53的兩側(cè)端面分別與第一撐板21和第二從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪52的端面面接觸。

第二從動(dòng)組件50傳遞主動(dòng)組件40的驅(qū)動(dòng)力矩，驅(qū)動(dòng)第二撐板22沿第二從動(dòng)齒輪軸51的軸向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而調(diào)整第一撐板21與第二撐板22的間距。其中，第二從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪52通過(guò)第二從動(dòng)齒輪軸51上的軸肩515完成軸向定位，有利于齒輪端面在承受第一撐板21或者第二撐板22施加的大軸向壓力后保持軸向位置的穩(wěn)定，在更換工裝裝配及工作過(guò)程中，第二定位套環(huán)53的端面與第一撐板21對(duì)應(yīng)面域必須接觸配合，以給第一撐板21提供一個(gè)有效支點(diǎn)，從而降低第一撐板21和第二撐板22前端所受載荷形成的力矩在第一從動(dòng)組件30和第一撐板21螺紋配合處生成的巨大壓力。

請(qǐng)結(jié)合圖9與圖10，主動(dòng)組件40包括主動(dòng)齒輪軸41與主動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪42，主動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪42通過(guò)緊定螺釘及位于主動(dòng)齒輪軸41上的平鍵413固定在主動(dòng)齒輪軸41的中部411，主動(dòng)齒輪軸41d的中部411的直徑大于主動(dòng)齒輪軸41兩端的直徑，從而在主動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪42的兩側(cè)形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)，主動(dòng)齒輪軸41的兩端設(shè)有外六角驅(qū)動(dòng)接口43。

主動(dòng)組件40傳遞外界驅(qū)動(dòng)力矩，通過(guò)齒輪副帶動(dòng)第一從動(dòng)組件30和第二從動(dòng)組件50轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，主動(dòng)齒輪軸41的兩端呈外六角形狀，方便更換工裝正反放置時(shí)都能向用戶提供驅(qū)動(dòng)接口，主動(dòng)齒輪軸41中間部分的臺(tái)階式結(jié)構(gòu)可將主動(dòng)組件40在第一撐板21或者第二撐板22上進(jìn)行軸向定位。

請(qǐng)繼續(xù)參考圖4，主動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪42分別與第一從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪32及第二從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪52相互嚙合，且主動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪42、第一從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪32及第二從動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪52的齒數(shù)相等，第一螺紋端311上的螺紋與第二螺紋端511上的螺紋旋向相反，在本實(shí)施例中，第一螺紋端311上的螺紋為右螺紋，第二螺紋端511上的螺紋為左螺紋。

裝配更換工裝時(shí)，首先，使第二從動(dòng)組件50通過(guò)第二螺紋端511與第二撐板22螺紋配合，主動(dòng)組件40通過(guò)主動(dòng)齒輪軸41及其臺(tái)階式結(jié)構(gòu)完成和第二撐板22的配合與定位，第一從動(dòng)組件30通過(guò)第一螺紋端311與第一撐板21螺紋配合。接著，將第一撐板21與第二撐板22相對(duì)，使第二從動(dòng)組件50通過(guò)第二定位套環(huán)53與第一撐板21面接觸定位，主動(dòng)組件40的另一端與第一撐板21上對(duì)應(yīng)孔配合定位，第一從動(dòng)組件30的第一定位端312穿過(guò)第二撐板22。最后，將第一從動(dòng)組件30的第一定位套環(huán)33旋到第一從動(dòng)組件30的第一定位端312上，直到第一定位套環(huán)33與第二撐板22完成面面接觸配合，至此完成更換工裝的裝配。

接下來(lái)結(jié)合圖11對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的更換工裝的工作過(guò)程說(shuō)明如下。

如圖11所示，以IGCT壓裝串器件更換為例，自上而下第三個(gè)IGCT61損壞。首先，卸掉IGCT壓裝串60上的壓裝力，將更換工裝的第一撐板21和第二撐板22的前端插入到損壞的IGCT61相鄰上下兩端的散熱器62、63的槽口內(nèi)，接著，使用扳手(圖未示出)與主動(dòng)齒輪軸41上的外六角驅(qū)動(dòng)接口配合驅(qū)動(dòng)主動(dòng)組件40轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)第一從動(dòng)組件30和第二從動(dòng)組件50一起轉(zhuǎn)動(dòng)，在圖11所示的更換工裝所處的位置中，第二撐板22不動(dòng)，第一撐板21將向上移動(dòng)，從而帶動(dòng)散熱器62及其上方的器件向上移動(dòng)3mm左右。接著，維護(hù)人員將損壞的IGCT61從定位結(jié)構(gòu)中抽拉出來(lái)，并換上正常的IGCT，使用扳手驅(qū)動(dòng)主動(dòng)組件40反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使第一撐板21向下移動(dòng)，帶動(dòng)上散熱器62及其上方的器件向下移動(dòng)，直到上散熱器62與IGCT接觸后抽出更換工裝。最后，對(duì)IGCT壓裝串60施加壓裝載荷。

由此可見(jiàn)，整個(gè)器件更換過(guò)程在一個(gè)維護(hù)人員的操作下即可快速簡(jiǎn)便完成。由于散熱器之間通過(guò)軟母線進(jìn)行電氣連接，且散熱器與IGCT通過(guò)定位結(jié)構(gòu)定位，從而在更換器件的過(guò)程中能夠保證更換工裝驅(qū)動(dòng)器件向上移動(dòng)時(shí)保持穩(wěn)定，且在IGCT壓裝串相對(duì)二極管壓裝串向上自由移動(dòng)3到5mm時(shí)不需拆卸軟母線在壓裝串上的連接螺栓，大大降低工作量?？梢岳斫?，上述更換過(guò)程同樣適用于二極管壓裝串70，在此不再贅述。

綜上，本發(fā)明實(shí)施例的壓裝串器件更換工裝至少具有以下有益效果：

(1)更換工裝的主體結(jié)構(gòu)為齒輪組件和撐板，撐板與壓裝串間具有簡(jiǎn)潔快速的機(jī)械接口，充分利用壓裝串及散熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，操作效率高；

(2)主動(dòng)組件的兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)從動(dòng)組件，三個(gè)組件成“一”字形排列，有利于降低撐板前端所受載荷形成的力矩在螺紋配合處引起的壓力，保證用戶操作和更換工裝的工作安全，并可用于長(zhǎng)壓裝串中的器件更換；

(3)第一從動(dòng)組件與第一撐板之間以及第二從動(dòng)組件與第二撐板之間的螺紋配合位置相互對(duì)稱，從而可根據(jù)實(shí)際情況正反方向擺放使用，操作靈活；

(4)第一從動(dòng)組件與第一撐板之間以及第二從動(dòng)組件與第二撐板之間采用螺紋配合，基于螺紋配合的死鎖特性以及可連續(xù)移動(dòng)特性，使得撐板間距能穩(wěn)定保持在維護(hù)人員需要的范圍之內(nèi)，便于操作；

(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，可在單人操作下快速完成器件更換，適合于海上風(fēng)電和船舶等現(xiàn)場(chǎng)空間小的場(chǎng)合，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)造成的影響較小。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。