本實用新型涉及電力電子高壓大容量功率變換技術領域，特別涉及一種高壓大功率晶閘管串聯組件。

背景技術：

晶閘管是晶體閘流管的簡稱，又稱為可控硅整流器，是一種大功率開關型半導體器件。晶閘管為PNPN四層半導體結構，它有三個極，分別為陽極，陰極和控制極。晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大電流條件下工作，且其工作過程可以控制，因而廣泛應用于可控整流、交流調壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中。

在高壓大容量功率變換技術的實際應用中，由于線路電壓高而電力電子元件耐壓能力相對較弱，因此在高電壓系統(tǒng)中使用晶閘管時，通常需將多個晶閘管串聯起來才能達到耐壓要求。在不同的工作電壓下，串聯的晶閘管數量也不同?，F有的晶閘管串聯組件通常把多個晶閘管壓接在一起，當工作電壓改變時，拆卸更換組件里的晶閘管，通過改變串聯晶閘管的數目以適應相應的工作電壓。

申請人在實踐過程中發(fā)現，拆卸更換晶閘管組件時，由于大容量的晶閘管組很重，需要很大的托舉力，且需重新調節(jié)壓接力，費時費力，用戶使用不便。同時，現有的串聯晶閘管組件大多是整個組件使用一個避雷器進行過電壓防護，即使系統(tǒng)工作電壓并未超過串聯晶閘管組件的耐受電壓，但由于串聯晶閘管組件上存在電壓不均勻的問題，也可能導致組件上某只晶閘管因過電壓而損壞。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種高壓大功率晶閘管串聯組件，以解決現有晶閘管串聯組件使用不便，且穩(wěn)定性和安全性不足的問題。

根據本實用新型的實施例，提供了一種高壓大功率晶閘管串聯組件，包括：晶閘管組、避雷器組、連接件和壓接塊；

所述晶閘管組包括數個串聯的晶閘管；所述避雷器組包括數個串聯的避雷器；所述晶閘管和所述避雷器的數量相等；

所述連接件包括：晶閘管連接板和避雷器連接件；

所述避雷器連接件包括：避雷器支撐塊和與所述避雷器支撐塊相連接的避雷器連接板；

所述晶閘管連接板與所述避雷器連接板相連接；

相鄰的兩個所述晶閘管通過所述晶閘管連接板相連接；

所述晶閘管組兩端與所述壓接塊通過所述晶閘管連接板相連接；

相鄰的兩個所述避雷器通過所述避雷器連接件相連接；

所述避雷器組的兩端與所述避雷器支撐塊通過所述避雷器連接板相連接；

所述避雷器與所述避雷器支撐塊的厚度之和等于所述晶閘管的厚度；

所述避雷器支撐塊上設有兩個螺孔，兩個所述螺孔沿垂直于各所述晶閘管串聯的方向排列。

優(yōu)選地，所述壓接塊上設有至少一個壓接塊通孔；所述晶閘管連接板上設有至少一個與所述壓接塊通孔位置相對應的晶閘管連接板通孔；所述避雷器支撐塊上設有至少一個支撐塊通孔；所述避雷器連接板上設有至少一個與所述支撐塊通孔位置相對應的避雷器連接板通孔。

優(yōu)選地，所述高壓大功率晶閘管串聯組件還包括絕緣桿；所述絕緣桿位于所述壓接塊通孔和所述晶閘管連接板通孔內；所述晶閘管組、所述晶閘管連接板和所述壓接塊通過所述絕緣桿串接；所述絕緣桿位于所述支撐塊通孔和所述避雷器連接板通孔內；所述避雷器組、所述避雷器連接板和所述避雷器支撐塊通過所述絕緣桿串接。

優(yōu)選地，所述高壓大功率晶閘管串聯組件還包括螺母，所述螺母與所述絕緣桿緊固連接。

優(yōu)選地，所述晶閘管連接板與所述避雷器連接板為一體成型。

優(yōu)選地，所述避雷器為氧化鋅避雷器。

優(yōu)選地，所述連接件和所述壓接塊均采用鋁合金材料。

優(yōu)選地，所述絕緣桿與所述螺母均采用環(huán)氧樹脂材料。

由以上技術方案可知，本實用新型提供的一種高壓大功率晶閘管串聯組件，包括：晶閘管組、避雷器組、連接件和壓接塊；所述晶閘管組包括數個串聯的晶閘管；所述避雷器組包括數個串聯的避雷器。本發(fā)明充分考慮到電壓不均勻特性，使各所述晶閘管與對應的所述避雷器通過所述連接件并聯，可以實現對所述晶閘管組中的每個所述晶閘管的獨立過電壓防護，提高所述高壓大功率晶閘管串聯組件的穩(wěn)定性和安全性；所述連接件中的所述避雷器支撐塊上設有兩個螺孔，兩個所述螺孔作為所述高壓大功率晶閘管串聯組件的陽極和陰極接入點，當需要調節(jié)組件的工作電壓時，只需選擇不同的所述避雷器支撐塊所對應的兩個所述螺孔作為接入點，即通過調節(jié)實際串聯的所述晶閘管的數目，來靈活調節(jié)所述組件的工作電壓，無需拆卸和更換所述組件。本發(fā)明結構簡單，且結構緊湊可靠，便于用戶使用。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為根據一優(yōu)選實施例示出的高壓大功率晶閘管串聯組件的結構示意圖；

圖2為根據一優(yōu)選實施例示出的連接件的側視圖；

圖3為根據一優(yōu)選實施例示出的壓接塊的側視圖；

圖4為根據一優(yōu)選實施例示出的避雷器支撐塊的側視圖。

其中，1-晶閘管組，2-避雷器組，3-避雷器支撐塊，4-連接件，5-壓接塊，6-絕緣桿，7-螺母，8-螺孔，11-晶閘管，21-避雷器，31-支撐塊通孔，41-晶閘管連接板，42-避雷器連接件，43-避雷器連接板，51-壓接塊通孔，411-晶閘管連接板通孔，431-避雷器連接板通孔。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1-4所示，為本實用新型提供的一種高壓大功率晶閘管串聯組件的一優(yōu)選實施例，包括：晶閘管組1、避雷器組2、連接件4和壓接塊5；

所述晶閘管組1包括數個串聯的晶閘管11；所述避雷器組2包括數個串聯的避雷器21；所述晶閘管11和所述避雷器21的數量相等；所述晶閘管11和所述避雷器21的數量可選但不限于本實施例提供的4個，根據實際應用的需要，所述晶閘管11的串聯數量可選擇2-10個，或者更多；

所述連接件4包括：晶閘管連接板41和避雷器連接件42；所述避雷器連接件42包括：避雷器支撐塊3和與所述避雷器支撐塊3相連接的避雷器連接板43；

所述晶閘管連接板41與所述避雷器連接板43相連接；

相鄰的兩個所述晶閘管11通過所述晶閘管連接板41相連接；

所述晶閘管組1兩端與所述壓接塊5通過所述晶閘管連接板41相連接；

相鄰的兩個所述避雷器21通過所述避雷器連接件42相連接；

所述避雷器組2的兩端與所述避雷器支撐塊3通過所述避雷器連接板43相連接；

所述避雷器21與所述避雷器支撐塊3的厚度之和等于所述晶閘管11的厚度，使所述晶閘管11與所述避雷器21一一對應；

所述避雷器支撐塊3上設有兩個螺孔8，兩個所述螺孔8沿垂直于各所述晶閘管11串聯的方向排列。

對于本實用新型所述的高壓大功率晶閘管串聯組件，所述避雷器支撐塊3、所述壓接塊5、所述晶閘管連接板41和所述避雷器連接板的表面均為光滑平面，以確保所述高壓大功率晶閘管串聯組件的各部件之間為面接觸，使組件具備良好的導電性和通流能力，有利于提高組件的可靠性。

在本實施例中，所述晶閘管11與所述避雷器21通過所述連接件4并聯，當所述高壓大功率晶閘管串聯組件在正常工作電壓下運行時，所述避雷器21不會產生作用，視為斷路；一旦出現過電壓，且危及所述晶閘管11時，所述避雷器21會立即動作，將高電壓沖擊電流導向大地，使所述避雷器21兩端的殘壓不會損壞所述晶閘管11，從而達到保護所述晶閘管11的目的。當過電壓消失后，所述避雷器21會迅速恢復初始狀態(tài)，使所述晶閘管11能繼續(xù)正常工作。本發(fā)明充分考慮了電壓不均勻特性，將各所述晶閘管與對應的所述避雷器并聯，可以實現對所述晶閘管組中的每個所述晶閘管的獨立過電壓防護，提高所述高壓大功率晶閘管串聯組件的穩(wěn)定性和安全性。

所述支撐塊3上設有兩個所述螺孔8，兩個所述螺孔8作為所述高壓大功率晶閘管串聯組件的陽極和陰極接入點，當需要調節(jié)組件工作電壓時，只需選擇不同的所述避雷器支撐塊3所對應的兩個所述螺孔8作為接入點，即通過調節(jié)實際串聯的所述晶閘管11的數目，實現對所述組件工作電壓的靈活調節(jié)，無需拆卸和更換所述高壓大功率晶閘管串聯組件，便于用戶使用。

優(yōu)選地，所述壓接塊5上設有至少一個壓接塊通孔51；所述晶閘管連接板41上設有至少一個與所述壓接塊通孔51位置相對應的晶閘管連接板通孔411；所述避雷器支撐塊3上設有至少一個支撐塊通孔31；所述避雷器連接板43上設有至少一個與所述支撐塊通孔31位置相對應的避雷器連接板通孔431。所述支撐塊通孔31、晶閘管連接板通孔411、避雷器連接板通孔431和壓接塊通孔51可與連接桿配合，用于將所述高壓大功率晶閘管串聯組件中的各部件串接起來，使得結構更緊湊可靠，有利于提高組件的穩(wěn)定性，更便于用戶使用。

所述壓接塊通孔51與所述晶閘管連接板通孔411的數量相同，所述支撐塊通孔31與所述避雷器連接板通孔431的數量相同，但所述壓接塊通孔51與所述支撐塊通孔31(或所述晶閘管連接板通孔411與所述避雷器連接板通孔431)的數量可以相同，也可以不同。本實施例中，由于組件存在接觸電阻，為防止組件發(fā)熱嚴重燒壞接觸點，應使組件中各部件的連接更加緊密，因而所述支撐塊通孔31、晶閘管連接板通孔411、避雷器連接板通孔431和壓接塊通孔51的數量均設為4個。

需要說明的是，所述支撐塊通孔31、晶閘管連接板通孔411、避雷器連接板通孔431和壓接塊通孔51的數量可選但不限于本實施例提供的數量，可根據實際需要進行選取。例如，出于組件結構穩(wěn)定的需要，所述支撐塊通孔31、晶閘管連接板通孔411、避雷器連接板通孔431和壓接塊通孔51的數量均設為3個，即呈正三角或倒三角設置，這種設置能夠保證區(qū)域內安裝連接桿后的整體穩(wěn)定性，此外，由于減少了通孔的數量，連接桿的數量也相應減少，結構更加簡單可靠，且可以降低成本。

多個所述壓接塊通孔51所圍成的區(qū)域面積應大于所述晶閘管11安裝所需面積，且多個所述晶閘管連接板通孔411所圍成的區(qū)域面積應大于所述晶閘管11安裝所需面積，防止安裝時所述晶閘管11將所述壓接塊通孔51和所述晶閘管連接板通孔411堵?。欢鄠€所述支撐塊31所圍成的區(qū)域面積應大于所述晶閘管11安裝所需面積，且多個所述避雷器連接板通孔431所圍成的區(qū)域面積應大于所述晶閘管11安裝所需面積，防止安裝時所述避雷器21將所述支撐塊通孔31和所述避雷器連接板通孔431堵住，有利于所述高壓大功率晶閘管串聯組件的組裝。

優(yōu)選地，所述高壓大功率晶閘管串聯組件還包括絕緣桿6；所述絕緣桿6位于所述壓接塊通孔51和所晶閘管連接板通孔411內；所述晶閘管組1、所述晶閘管連接板41和所述壓接塊5通過所述絕緣桿6串接；所述絕緣桿6位于所述支撐塊通孔31和所述避雷器連接板通孔431內；所述避雷器組2、所述避雷器連接板43和所述避雷器支撐塊3通過所述絕緣桿6串接。所述絕緣桿6與所述壓接塊通孔51、所述晶閘管連接板通孔411、所述支撐塊通孔31和所述避雷器連接板通孔431配合，可以實現對各部件的串接和組裝，使得所述高壓大功率晶閘管串聯組件的結構更加緊湊可靠，提高組件的穩(wěn)定性，便于用戶使用。

優(yōu)選地，所述高壓大功率晶閘管串聯組件還包括螺母7，所述螺母7與所述絕緣桿6緊固連接。對于所述高壓大功率晶閘管串聯組件中相互連接的各部件，兩個接觸面上施加的壓接力太小，不能滿足接觸面要求的壓接力時，會導致接觸電阻增大。當接觸電阻增大時，接觸點可能會由于發(fā)熱而被燒毀，影響組件的使用壽命，嚴重時可能會導致火災，造成不必要的經濟損失。本實施例是通過旋動所述螺母7來調節(jié)各連接部件間的壓接力大小。

通過向內旋所述絕緣桿6兩端的所述螺母7，可向內擠壓左右兩端的所述壓接塊5和所述避雷器支撐塊3，進而增大各所述晶閘管11受到的來自所述晶閘管連接板41的壓接力，以及各所述避雷器21受到的來自所述避雷器連接板43的壓接力；同理，向外旋所述絕緣桿6兩端的所述螺母7，則減小各所述晶閘管11和各所述避雷器21所受到壓接力。通過將各所述晶閘管11與所述晶閘管連接板41之間的壓接力調到標準值，保證可靠接觸，可減小所述晶閘管11和所述晶閘管連接板41之間的接觸電阻，從而避免組件發(fā)熱嚴重燒壞所述晶閘管11，并可以提高組件的安全性及其使用壽命。

使用時，調節(jié)所述絕緣桿6兩端的所述螺母7，將所述高壓大功率晶閘管串聯組件的各所述晶閘管11的壓接力調整到標準值后，再根據實際工作電壓，選擇所述高壓大功率晶閘管串聯組件的陽極和陰極接入點，調整實際接入電路的所述晶閘管11的數目。本實施例中，根據所述螺孔8的接入，電路中串接的所述晶閘管11的數量可以選擇2個、3個或4個。

優(yōu)選地，所述晶閘管連接板41與所述避雷器連接板43為一體成型，可以減少安裝零部件的數量，簡化所述高壓大功率晶閘管串聯組件的結構，便于用戶使用。此外，還可直接將各所述晶閘管11與對應的所述避雷器21并聯，有利于提高對各所述晶閘管11進行獨立過電壓防護的效果，進而提高所述高壓大功率晶閘管串聯組件的穩(wěn)定性和安全性。

優(yōu)選地，所述避雷器21為氧化鋅避雷器。所述氧化鋅避雷器是一種保護性能優(yōu)越、質量輕、通流能力強且性能穩(wěn)定的避雷設備。它主要利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，在正常工作電壓時，流過所述氧化鋅避雷器的電流極小(微安μA或毫安mA級)；當產生過電壓時，所述氧化鋅避雷器的電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，從而對所述高壓大功率晶閘管串聯組件進行保護。相較于傳統(tǒng)避雷器，所述氧化鋅避雷器不存在放電間隙，對于過電壓的防護性能更優(yōu)越，可通過氧化鋅的非線性特性實現泄流和開斷的作用。本發(fā)明充分考慮了電壓不均勻特性，將各所述晶閘管11與對應的所述避雷器21并聯，可以實現對所述晶閘管組1中的每個所述晶閘管11的獨立過電壓防護，從而提高所述高壓大功率晶閘管串聯組件的穩(wěn)定性和安全性。

優(yōu)選地，所述連接件4和所述壓接塊5均采用鋁合金材料。鋁合金重量輕，便于組裝，使所述高壓大功率晶閘管串聯組件更方便用戶使用；此外，鋁合金材料的強度高，塑性好，具有優(yōu)良的導電性、導熱性和抗蝕性，有利于提高所述高壓大功率晶閘管串聯組件的可靠性和穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，所述絕緣桿6與所述螺母7均采用環(huán)氧樹脂材料。其中，相較于傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂材料，高純度的環(huán)氧樹脂材料具有更優(yōu)越的電絕緣特性和有良好的穩(wěn)定性，可以保證所述高壓大功率晶閘管串聯組件的安全、穩(wěn)定地運行。在使用者通過所述絕緣桿6和所述螺母7調節(jié)壓接力時，能有效避免人身觸電事故的發(fā)生，可以提高所述高壓大功率晶閘管串聯組件的可靠性和安全性。

由以上技術方案可知，本實用新型提供的一種高壓大功率晶閘管串聯組件，包括：晶閘管組1、避雷器組2、連接件4和壓接塊5；所述晶閘管組1包括數個串聯的晶閘管11；所述避雷器組2包括數個串聯的避雷器21。本發(fā)明充分考慮到電壓不均勻特性，使各所述晶閘管11與對應的所述避雷器21通過所述連接件4并聯，可以實現對所述晶閘管組1中的每個所述晶閘管11的獨立過電壓防護，提高所述高壓大功率晶閘管串聯組件的穩(wěn)定性和安全性；所述連接件4中的所述避雷器支撐塊3上設有兩個螺孔8，兩個所述螺孔8作為所述高壓大功率晶閘管串聯組件的陽極和陰極接入點，當需要調節(jié)組件的工作電壓時，只需選擇不同的所述避雷器支撐塊3所對應的兩個所述螺孔8作為陽極和陰極的接入點，即通過調節(jié)實際串聯的所述晶閘管11的數目，靈活調節(jié)所述組件的工作電壓，無需拆卸和更換所述組件。本發(fā)明結構簡單，且結構緊湊可靠，便于用戶使用。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里公開的實用新型后，將容易想到本實用新型的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本實用新型的一般性原理并包括本實用新型未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本實用新型的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本實用新型并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本實用新型的范圍僅由所附的權利要求來限制。