一種大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件，包括平板型整流器，其還包括結(jié)構(gòu)架，絕緣墊塊，下銅排，上銅排，調(diào)平墊塊，碟形彈簧，倒T形導(dǎo)柱，球頭螺栓，陽極鋁塊和陰極螺桿；結(jié)構(gòu)架由數(shù)根導(dǎo)電螺桿和上壓板及下壓板上的導(dǎo)電螺桿孔連接組成，外形類似圓柱形；下銅排和絕緣墊塊均整體呈T字型，絕緣墊塊的下部采用過盈配合固定于下壓板中心的梯形通孔中；本發(fā)明摒棄傳統(tǒng)的螺栓型整流器，大膽采用平板型整流管為核心器件，根據(jù)器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，巧妙設(shè)計壓裝結(jié)構(gòu)，保證平板型器件在高速旋轉(zhuǎn)場合也能正常工作，從而克服了平板型整流器在高速旋轉(zhuǎn)場合的應(yīng)用難題。
【專利說明】一種大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件。
【背景技術(shù)】
[0002]在發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)中，高速旋轉(zhuǎn)的交流勵磁發(fā)電機(jī)輸出交流電，交流電須通過整流后輸出給主發(fā)電機(jī)勵磁，在這個系統(tǒng)中，一個核心部件就是整流器，因其與發(fā)電機(jī)同軸運(yùn)轉(zhuǎn)，故要求其能承受很高的離心力。
[0003]旋轉(zhuǎn)整流器就是一種應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)場合的整流器，比較常見的應(yīng)用形式為旋轉(zhuǎn)三相橋式整流器，就是三相橋式整流器和發(fā)電機(jī)同軸運(yùn)轉(zhuǎn)，交流電經(jīng)過整流器整流后，輸出直流供給主發(fā)電機(jī)勵磁。因其不同于普通整流器而應(yīng)用于高速旋轉(zhuǎn)的應(yīng)用場合，故被稱為旋轉(zhuǎn)整流器。旋轉(zhuǎn)整流器多為螺栓型整流器。
[0004]螺栓型整流器的結(jié)構(gòu)很簡單，陰極通過螺桿引出，陽極通過加長的孔引出，安裝時十分快捷簡便。但也正是因?yàn)檫@種簡單的器件結(jié)構(gòu)形式，決定了螺栓型整流器的電流電壓能力不能很高。器件額定的平均電流要達(dá)到數(shù)千安，需要更大面積的芯片來通流，傳統(tǒng)的螺栓型整流管芯片無法做的更大，從而無法承載數(shù)千安電流。
[0005]平板型器件是依靠外界壓力來實(shí)現(xiàn)芯片與外殼的接合(見圖1)，芯片容易做的更大，因此在參數(shù)方面平板型器件可以滿足要求，但其原有的結(jié)構(gòu)形式無法在高速旋轉(zhuǎn)場合應(yīng)用。如圖1所示，平板型整流管由5部分組成，中間3為芯片，通過外部施加壓力，實(shí)現(xiàn)與部件I和部件2的電氣 接觸，部件I為陽極臺面，部件2為陰極臺面，4為防止芯片受熱形變的鑰片，5為固定圈。該器件陰陽極材料均為銅，質(zhì)量較重，在旋轉(zhuǎn)場合應(yīng)用時，需要保證旋轉(zhuǎn)軸穿過器件的中心軸，否則會產(chǎn)生很高的離心力，從而造成器件損壞，無法實(shí)現(xiàn)功能。
[0006]因此，目前市面上的旋轉(zhuǎn)整流器均為第一種螺栓型整流管，額定正向的平均電流在16A至500A之間，電壓低于2800V，故傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)整流器的功率較低，只能滿足小功率的應(yīng)用場合。雖然可用小功率的螺栓型整流管串聯(lián)或者并聯(lián)，但易造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜和均壓均流等問題，不利于在高轉(zhuǎn)速場合應(yīng)用，實(shí)用性不強(qiáng)。
[0007]在一些特定的大功率應(yīng)用場合，要求旋轉(zhuǎn)整流器的電壓高，電流大，并且此整流器需能承受幾十千安甚至上百千安的脈沖電流。因此，開發(fā)出大功率的旋轉(zhuǎn)整流器就十分必要。平板型整流管的電氣性能參數(shù)可滿足大功率的應(yīng)用需求，但結(jié)構(gòu)方面無法滿足應(yīng)用需求，從未成功應(yīng)用于高速旋轉(zhuǎn)場合，需根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)做特殊設(shè)計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的問題是提供一種大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件，包括平板型整流器，其還包括結(jié)構(gòu)架，絕緣墊塊，下銅排，上銅排，調(diào)平墊塊，碟形彈簧，倒T形導(dǎo)柱，球頭螺栓，陽極鋁塊和陰極螺桿；結(jié)構(gòu)架由數(shù)根導(dǎo)電螺桿和上壓板及下壓板上的導(dǎo)電螺桿孔連接組成，外形類似圓柱形；下銅排和絕緣墊塊均整體呈T字型，絕緣墊塊的下部采用過盈配合固定于下壓板中心的梯形通孔中；下銅排的下部穿過絕緣墊塊的中心通孔后和陽極鋁塊固定連接；下銅排上端設(shè)有卡住平板型整流器其陽極臺面的下凹槽；上銅排下端設(shè)有卡住平板型整流器其陰極臺面的上凹槽；陰極螺桿的兩頭分別和上壓板與上銅排上的陰極螺桿孔連接；調(diào)平墊塊整體類似梯形，下端放入上銅排上端的深凹槽中；倒T形導(dǎo)柱的上端插入上壓板中心的定位通孔，碟形彈簧的下端支撐在倒T形導(dǎo)柱的底邊上，上端和上壓板接觸；球頭螺栓擰入倒T形導(dǎo)柱中心的螺紋通孔中，球頭部分壓在調(diào)平墊塊上端對應(yīng)的球面腔上。
[0010]作為本發(fā)明一種大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件在一方面的改進(jìn):所述上壓板和下壓板均為圓板，且板邊緣設(shè)有U型槽。U型槽可用于定位作用，同時隨電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，用作扭力作用點(diǎn)，帶動組件加速和減速旋轉(zhuǎn)。
[0011]結(jié)構(gòu)架和陽極鋁塊采用鋁合金材料，質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，減小高速旋轉(zhuǎn)時的離心力。強(qiáng)度高，導(dǎo)電性好(壓降小)；絕緣墊塊采用環(huán)氧玻璃布板的材料，可加工性好，耐壓高；下銅排做陽極引出用，采用紫銅材料，導(dǎo)電導(dǎo)熱性好；
上述上壓板上設(shè)有充當(dāng)整個組件陰極接口的陰極引出孔；上述陽極鋁塊上設(shè)有充當(dāng)整個組件陽極接口的陽極引出孔，方便外接元器件。
[0012]上述絕緣墊塊上設(shè)計有環(huán)形槽，絕緣墊內(nèi)部為器件陽極，外部為器件陰極，通過絕緣墊對陰陽極進(jìn)行分離，并增加溝槽結(jié)構(gòu)，增加爬電距離，防止電壓擊穿，保證組件可靠性。
[0013]上述上凹槽和下凹槽均為0.5mm深。有效的利用了平板型器件臺面高于裙邊Imm的結(jié)構(gòu)特征，將器件臺面定位于銅排的凹槽內(nèi)部，在壓裝產(chǎn)生的摩擦力小于旋轉(zhuǎn)時的離心力時，凹槽結(jié)構(gòu)可阻止器件飛離，進(jìn)一步提高了組件運(yùn)行時的安全性。
[0014]作為本發(fā)明一種大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件在一方面的改進(jìn):還包括用于定位安裝平板型整流器的定位銷，所述下銅排和上銅排上均設(shè)有對應(yīng)的定位銷孔，采用定位銷結(jié)構(gòu)能快速定位安裝整流器。
[0015]上述導(dǎo)電螺桿之間的間距小于平板型整流器的直徑，可有效的防止器件飛離出去，提高組件安全性。
[0016]作為本發(fā)明一種大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件在一方面的改進(jìn):所述陰極螺桿的數(shù)量或直徑根據(jù)所需電流大小來確定，防止發(fā)生過流現(xiàn)象。
[0017]調(diào)平墊塊設(shè)計為梯形結(jié)構(gòu)，一方面可以保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保證壓力的均勻傳遞，另一方面有利于減輕重量。調(diào)平墊塊上端有一個球面結(jié)構(gòu)，力通過球面結(jié)構(gòu)向下發(fā)散，使力均勻的傳遞到整流管上。
[0018]當(dāng)擰動球頭螺栓時，導(dǎo)柱向上移動，使力作用于碟形彈簧上，迫使碟形彈簧變形，從而實(shí)現(xiàn)了預(yù)緊力的施加，防止了組件的松動，保證了整流管工作的可靠性。
[0019]壓裝結(jié)構(gòu)中的球頭中心壓裝方式有如下優(yōu)點(diǎn):(1)此結(jié)構(gòu)關(guān)于軸中心對稱，減小旋轉(zhuǎn)離心力；(2)單根球頭螺栓施加壓力，壓裝和維護(hù)方便；(3)球頭結(jié)構(gòu)有助于壓力的均勻施加，保證平板型器件工作時的可靠性。
[0020]本專利發(fā)明了一種新的旋轉(zhuǎn)整流器組件，該組件摒棄傳統(tǒng)的螺栓型整流器，大膽采用平板型整流管為核心器件，根據(jù)器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，巧妙設(shè)計壓裝結(jié)構(gòu)，保證平板型器件在高速旋轉(zhuǎn)場合也能正常工作，從而克服了平板型整流器在高速旋轉(zhuǎn)場合的應(yīng)用難題。新的高速旋轉(zhuǎn)整流器的主要內(nèi)容為:采用平板型器件作為核心器件，壓裝結(jié)構(gòu)關(guān)于軸中心對稱，電極從旋轉(zhuǎn)軸的上下兩端引出，盡可能的減少了橫向設(shè)計；可保證器件承受的壓力均勻，組件通流能力強(qiáng)，耐沖擊，抗振動，整體設(shè)計簡單可靠，不需要外圍均壓均流保護(hù)電路。
[0021]對于平板型器件來說，之前并沒有成功應(yīng)用于高速旋轉(zhuǎn)場合的實(shí)例，本發(fā)明抓住平板型器件本身是關(guān)于軸中心對稱的特點(diǎn)，綜合考慮平板型器件對壓力的要求和電氣引出方式等各方面因素，設(shè)計出一種新型夾具工裝，將平板型器件成功應(yīng)用于高速旋轉(zhuǎn)場合。因此，可以認(rèn)定是一種非常實(shí)用的旋轉(zhuǎn)整流器發(fā)明設(shè)計。
[0022]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，其作為本說明書的一部分，通過實(shí)施例來說明本發(fā)明的原理，本發(fā)明的其他方面、特征及其優(yōu)點(diǎn)通過該詳細(xì)說明將會變得一目了然。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0024]圖1為平板型整流器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明一種大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明中結(jié)構(gòu)架的剖面正視圖；
圖4為本發(fā)明中結(jié)構(gòu)架的俯視圖；
圖5為本發(fā)明中絕緣墊塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明中下銅排的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為本發(fā)明中陽極鋁塊的仰視圖；
圖8為本發(fā)明中上銅排的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為本發(fā)明中調(diào)平墊塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10為本發(fā)明中倒T形導(dǎo)柱和碟形彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖1-10中附圖標(biāo)記的對應(yīng)關(guān)系為:
101-陽極臺面；102-陰極臺面;103_芯片;104_鑰片;105_固定圈；
1-結(jié)構(gòu)架；2_絕緣墊塊；3_下銅排；4_陽極鋁塊；5_上銅排；6_調(diào)平墊塊；7_倒T形導(dǎo)柱；8_球頭螺栓；9_陰極螺桿；10-平板型整流器；11-上壓板；12-下壓板；13-導(dǎo)電螺桿；14_陰極引出孔；15_陰極螺桿孔；16_導(dǎo)電螺桿孔；17_環(huán)形槽；18_下凹槽；19_定位銷孔；20_上凹槽；21_陽極引出孔；22_碟形彈簧。
【具體實(shí)施方式】
[0026]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。為敘述方便，下文中如出現(xiàn)“上”、“下” “左” “右”字樣，僅表示與附圖本身的上、下、左、右方向一致，并不對結(jié)構(gòu)起限定作用。
[0027]如圖1-10所示，一種大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件，包括平板型整流器10其還包括結(jié)構(gòu)架I，絕緣墊塊2，下銅排3，上銅排5，調(diào)平墊塊6，碟形彈簧22，倒T形導(dǎo)柱7，球頭螺栓8，陽極鋁塊4和陰極螺桿9 ;結(jié)構(gòu)架I由數(shù)根導(dǎo)電螺桿13和上壓板11及下壓板12上的導(dǎo)電螺桿孔16連接組成，外形類似圓柱形；下銅排3和絕緣墊塊2均整體呈T字型，絕緣墊塊2的下部采用過盈配合固定于下壓板12中心的梯形通孔中；下銅排3的下部穿過絕緣墊塊2的中心通孔后和陽極鋁塊4固定連接；下銅排3上端設(shè)有卡住平板型整流器10其陽極臺面101的下凹槽18 ;上銅排5下端設(shè)有卡住平板型整流器(10)其陰極臺面102的上凹槽20 ;陰極螺桿9的兩頭分別和上壓板11與上銅排5上的陰極螺桿孔15連接；調(diào)平墊塊6整體類似梯形，下端放入上銅排5上端的深凹槽中；倒T形導(dǎo)柱7的上端插入上壓板11中心的定位通孔，碟形彈簧22的下端支撐在倒T形導(dǎo)柱7的底邊上，上端和上壓板11接觸；球頭螺栓8擰入倒T形導(dǎo)柱7中心的螺紋通孔中，螺栓球頭部分壓在調(diào)平墊塊6上端對應(yīng)的球面腔上。
[0028]上述上壓板11和下壓板12均為圓板，且板邊緣設(shè)有U型槽。
[0029]上述結(jié)構(gòu)架1、陽極鋁塊4采用鋁合金材料；所述絕緣墊塊2采用環(huán)氧玻璃布板材料；所述下銅排3采用紫銅材料。
[0030]上述上壓板11上設(shè)有充當(dāng)整個組件陰極接口的陰極引出孔14 ；
上述陽極鋁塊4上設(shè)有充當(dāng)整個組件陽極接口的陽極引出孔21。
[0031]上述絕緣墊塊2設(shè)計有環(huán)形槽17。
[0032]上述上凹槽20和下凹槽18均為0.5謹(jǐn)深。
[0033]上述大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件還包括用于定位安裝平板型整流器10的定位銷，所述下銅排3和上銅排5上均設(shè)有對應(yīng)的定位銷孔19。
[0034]上述導(dǎo)電螺桿13之間的間距小于平板型整流器10的直徑。
[0035]上述陰極螺桿9的數(shù)量或直徑根據(jù)所需電流大小來確定。
[0036]上銅排5連接到結(jié)構(gòu)架I上，做陰極引出用；調(diào)平墊塊6承受球頭螺栓8的壓力，和球頭螺栓8的球面結(jié)構(gòu)保證了施加到器件上的壓力均勻。
[0037]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
1.打破了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)整流器的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)了平板型器件在旋轉(zhuǎn)場合的應(yīng)用，電流能力IKA?12KA，電壓能力1KV?8.5KV，使旋轉(zhuǎn)整流器實(shí)現(xiàn)大功率應(yīng)用。
[0038]2.組件壓裝夾具采用鋁合金作為主體材料，組件強(qiáng)度較高，質(zhì)量較輕，滿足高速旋轉(zhuǎn)場合的基本應(yīng)用要求。
[0039]3.組件整體結(jié)構(gòu)采用軸中心對稱設(shè)計，整體定位也采用中心定位方式，組裝簡單，而且使各個零件的重心不易偏離軸心，減小旋轉(zhuǎn)時的離心力。
[0040]4.壓裝方式采用單根螺栓，壓裝可靠，維護(hù)簡單。
[0041]5.螺栓為球頭螺栓，保證了壓裝力的均勻性，使平板型器件工作可靠。
[0042]6.組件陰陽電極均在組件的中心軸上，避免從組件側(cè)面引出電極，使組件整體設(shè)計簡單可靠。
[0043]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件，包括平板型整流器(10);其特征在于:還包括結(jié)構(gòu)架(I)，絕緣墊塊(2)，下銅排(3)，上銅排(5)，調(diào)平墊塊(6)，碟形彈簧(22)，倒T形導(dǎo)柱(7)，球頭螺栓(8)，陽極鋁塊(4)和陰極螺桿(9);結(jié)構(gòu)架(I)由數(shù)根導(dǎo)電螺桿(13)和上壓板(11)及下壓板(12)上的導(dǎo)電螺桿孔(16)連接組成，外形類似圓柱形；下銅排(3)和絕緣墊塊(2)均整體呈T字型，絕緣墊塊(2)的下部采用過盈配合固定于下壓板(12)中心的梯形通孔中；下銅排(3)的下部穿過絕緣墊塊(2)的中心通孔后和陽極鋁塊(4)固定連接；下銅排(3)上端設(shè)有卡住平板型整流器(10)其陽極臺面(101)的下凹槽(18);上銅排(5)下端設(shè)有卡住平板型整流器(10)其陰極臺面(102)的上凹槽(20);陰極螺桿(9)的兩頭分別和上壓板(11)與上銅排(5)上的陰極螺桿孔(15)連接；調(diào)平墊塊(6)整體類似梯形，下端放入上銅排(5)上端的深凹槽中形導(dǎo)柱(7)的上端插入上壓板(11)中心的定位通孔，碟形彈簧(22)的下端支撐在倒T形導(dǎo)柱(7)的底邊上，上端和上壓板(11)接觸；球頭螺栓(8)擰入倒T形導(dǎo)柱(7)中心的螺紋通孔中，螺栓球頭部分壓在調(diào)平墊塊(6)上端對應(yīng)的球面腔上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件，其特征在于:所述上壓板(11)和下壓板(12)均為圓板，且板邊緣設(shè)有U型槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件，其特征在于:所述結(jié)構(gòu)架(I)、陽極鋁塊(4)采用鋁合金材料；所述絕緣墊塊(2)采用環(huán)氧玻璃布板材料；所述下銅排(3)采用紫銅材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件，其特征在于:所述上壓板(11)上設(shè)有充當(dāng)整個組件陰極接口的陰極引出孔(14 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件，其特征在于:所述陽極鋁塊(4)上設(shè)有充當(dāng)整個組件陽極接口的陽極引出孔(21)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件，其特征在于:所述絕緣墊塊(2)設(shè)計有環(huán)形槽(17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件，其特征在于:所述上凹槽(20)和下凹槽(18)均為0.5mm深。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件，其特征在于:還包括用于定位安裝平板型整流器(10)的定位銷，所述下銅排(3)和上銅排(5)上均設(shè)有對應(yīng)的定位銷孔(19)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件，其特征在于:所述導(dǎo)電螺桿(13)之間的間距小于平板型整流器(10)的直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高速旋轉(zhuǎn)整流器組件，其特征在于:所述陰極螺桿(9)的數(shù)量或直徑根據(jù)所需電流大小來確定。
【文檔編號】H02M7/00GK103997233SQ201410259979
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】孫文偉, 任亞東, 顏驥, 熊輝, 郭金童, 唐豹, 謝騰飛 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司