制系統(tǒng)啟停及實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)等功能；顯示按鍵板提供了人機(jī)接口界面，方便系統(tǒng)參數(shù)輸入及即時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行信息；總線母板提供了各個(gè)功能子板之間的電氣連接及物理固定；6U標(biāo)準(zhǔn)電力機(jī)箱提供了實(shí)際的物理空間容納各個(gè)功能板，采用背插的形式方便接線，及模塊獨(dú)立安裝升級(jí)。
[0034]一種用于有源濾波的模塊化一次輔助電氣單元7，由可編程邏輯控制器、信號(hào)同步板、供電變壓器，交流濾波器，繼電器及按鈕指示燈組成。信號(hào)同步板將外部各種接線形式下的交流電轉(zhuǎn)換成控制器能接受的同步電壓信號(hào)；供電變壓器滿足在系統(tǒng)沒(méi)有220V交流輸入情況下的交流供電，其輸出經(jīng)過(guò)交流濾波器直供上述控制單元8的電源板；按鈕和指示燈提供了裝置的交互功能；可編程邏輯控制器可以獨(dú)立于上述控制單元8，實(shí)現(xiàn)包括裝置軟起，遠(yuǎn)程通信，裝置啟停，延時(shí)啟動(dòng)以及部分保護(hù)監(jiān)測(cè)功能。
[0035]本實(shí)用新型通過(guò)上述三個(gè)主體部分結(jié)合濾波電抗器實(shí)現(xiàn)了有源濾波裝置的組件模塊化設(shè)計(jì)。各個(gè)部分相對(duì)獨(dú)立，可以較為方便地裝于各種柜體之中，從而可以極大地提高產(chǎn)品質(zhì)量和快速生產(chǎn)；同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)需要，構(gòu)成各種規(guī)格柜體的成套的有源濾波裝置。
[0036]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種模塊化有源濾波裝置。將組件化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用在有源濾波裝置設(shè)計(jì)中，使得裝置具備更靈活的裝配方式和可靠性。解決了現(xiàn)有一體化設(shè)計(jì)中組件無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化，工程定制時(shí)無(wú)法迅速實(shí)現(xiàn)不同工程應(yīng)用的問(wèn)題，克服了一體化設(shè)計(jì)方案的缺陷。其特征在于:將三大部分功能獨(dú)立化、模塊化設(shè)計(jì)，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)組件間功能連接，滿足有源濾波裝置整體的快速安裝，差異化定制的工程需求。
[0037]本實(shí)用新型創(chuàng)造的工作原理及工作過(guò)程:
[0038]有源電力濾波器是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制。
[0039]有源濾波裝置均包括一次電氣系統(tǒng)及二次控制系統(tǒng)兩部分。一次電氣系統(tǒng)可以分為以功率器件為主，集成了驅(qū)動(dòng)單元3、散熱單元、直流疊層母線4和直流儲(chǔ)能單元5的功率單元6 ;—次系統(tǒng)還包含了濾波回路以及外圍輔助電路。
[0040]二次控制系統(tǒng)通常是作為電力電子裝置的主控單元存在的，集成了保護(hù)單元、采集單元、開(kāi)入采集開(kāi)出控制單元8、功率器件控制信號(hào)生成單元以及信號(hào)中央處理單元。二次控制單元通過(guò)電流電壓互感器檢測(cè)電流電壓信號(hào)，并通過(guò)內(nèi)部運(yùn)算單元進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)不同的控制目標(biāo)生成相應(yīng)的指令信號(hào)，然后通過(guò)脈沖信號(hào)發(fā)生單元發(fā)送給內(nèi)部緣柵雙極型晶體管模塊，控制功率單元6產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電流或者電壓輸出，達(dá)到預(yù)期的功率輸出目的。
[0041]項(xiàng)目技術(shù)原理圖如圖所示，包含以下三個(gè)部分:
[0042]第一部分為組件裝置具體應(yīng)用的一次電氣部分，主要包括了交流濾波單元9，接觸器和斷路器開(kāi)關(guān)，輔助供電采集單元，機(jī)柜面板顯示和操作單元，電力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜和繼電器邏輯部分。
[0043]第二部分為相對(duì)比較固定的功率單元6，包含了功率器件，緩沖電路，驅(qū)動(dòng)板，散熱器I及風(fēng)扇，采集傳感器，直流側(cè)電容陣列和直流疊層母線4，是組件產(chǎn)品的一個(gè)重要部分。
[0044]第三部分包括了控制單元8，主要包含了電源板，信號(hào)處理板，模擬量輸入輸出板，數(shù)字量開(kāi)入開(kāi)出板，脈寬信號(hào)調(diào)制板，顯示按鍵板和總線母板。
[0045]本實(shí)用新型對(duì)有源濾波裝置進(jìn)行模塊化、組件化設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)裝置關(guān)鍵控制器和功率單元6的模塊化、組件化設(shè)計(jì)，為電力電子裝置推廣提供全新的組件化設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型在傳統(tǒng)有源濾波裝置一體式設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)功能區(qū)域進(jìn)行分類并進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立的模塊化設(shè)計(jì)，不僅大大提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性，還加強(qiáng)的模塊之前的通用性，降低了系統(tǒng)維護(hù)及升級(jí)的難度。關(guān)鍵技術(shù)包含了有源濾波統(tǒng)一控制器設(shè)計(jì)，抽屜式功率模組設(shè)計(jì)；技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)包括:控制器平臺(tái)采用模塊化設(shè)計(jì)并具有隨不同應(yīng)用靈活擴(kuò)充的能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模塊化有源濾波裝置，其特征在于，所述模塊化有源濾波裝置包含功率單元、控制單元以及一次輔助電氣單元；所述功率單元經(jīng)控制單元與一次輔助電氣單元相連，所述功率單元、控制單元以及一次輔助電氣單元分別設(shè)置在功率箱體、控制箱體和電氣箱體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化有源濾波裝置，其特征在于，所述功率單元包括絕緣柵雙極型晶體管模塊、驅(qū)動(dòng)單元、散熱器、直流疊層母線和直流儲(chǔ)能單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化有源濾波裝置，其特征在于，所述控制單元包括保護(hù)單元、采集單元、開(kāi)入采集開(kāi)出控制單元、功率器件控制信號(hào)生成單元以及信號(hào)中央處理單J L.ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化有源濾波裝置，其特征在于，所述一次輔助電氣單元包括了交流濾波單元、接觸器、斷路器開(kāi)關(guān)、輔助供電采集單元、機(jī)柜面板顯示、操作單元、電力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜和繼電器邏輯部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化有源濾波裝置，其特征在于，所述功率箱體內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)接板，所述轉(zhuǎn)接板用于集中功率箱體內(nèi)部的需要向功率箱體外發(fā)送的電氣信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模塊化有源濾波裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接板設(shè)置有電氣接口，所述電氣接口設(shè)置在功率箱體外側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化有源濾波裝置，其特征在于，所述功率箱體內(nèi)部設(shè)置有固定支架；所述的固定支架在絕緣柵雙極型晶體管模塊上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化有源濾波裝置，其特征在于，所述絕緣柵雙極型晶體管模塊設(shè)置在散熱器上。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化有源濾波裝置，其特征在于，所述散熱器固定在功率箱體內(nèi)部上方，所述散熱器用于絕緣柵雙極型晶體管模塊的散熱。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化有源濾波裝置，其特征在于，所述控制箱體為電力機(jī)箱。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種模塊化有源濾波裝置，所述模塊化有源濾波裝置包含功率單元、控制單元以及一次輔助電氣單元；所述功率單元經(jīng)控制單元與一次輔助電氣單元相連，所述功率單元、控制單元以及一次輔助電氣單元分別設(shè)置在功率箱體、控制箱體和電氣箱體內(nèi)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案采用模塊化設(shè)計(jì)，使得整體結(jié)構(gòu)緊湊，安裝維護(hù)方便，體積較小。由于整套裝置中上述三個(gè)部分相對(duì)獨(dú)立，在不同工程應(yīng)用時(shí)可以方便獨(dú)立的進(jìn)行定制，最大化的實(shí)現(xiàn)組件標(biāo)準(zhǔn)化和復(fù)用，便于生產(chǎn)制造部門大批量標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
【IPC分類】H02J3-01
【公開(kāi)號(hào)】CN204578100
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520274984
【發(fā)明人】張先飛, 安德飛, 柴修江
【申請(qǐng)人】河南瑞通電氣科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日