專利名稱：模塊化三相四線有源電力濾波器專用變流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力濾波器專用變流器，特別涉及一種模塊化三相四線有源電力 濾波器專用變流器。
背景技術(shù)：
目前，在常用的三相四線有源電力濾波器中，通常沒有變流器，變流器內(nèi)部元器件 直接放置于三相四線有源電力濾波器內(nèi)部，由于三相四線有源電力濾波器中既有弱電又有 強(qiáng)電，尤其主回路中的強(qiáng)電電流都是諧波電流，諧波電流的大小頻率都不固定，所以會產(chǎn)生 很強(qiáng)的干擾，直接影響著負(fù)載電流采樣的準(zhǔn)確度，對整機(jī)工作性能、濾波效果均有直接影 響，這將嚴(yán)重影響有源電力濾波器的性能指標(biāo)和工作穩(wěn)定性，其性能與穩(wěn)定性無法得到有 效的控制。一旦出現(xiàn)故障，必須停機(jī)檢修，維修的機(jī)器必須整機(jī)調(diào)試檢驗后才能使用，要使 整個系統(tǒng)可靠穩(wěn)定工作，必須對有源電力濾波器核心部件做好屏蔽，解決好變流器內(nèi)部各 器件之間互相干擾是十分重要的。為了使三相四線有源電力濾波的性能更加穩(wěn)定、得到更好補(bǔ)償效果；因此，設(shè)計 一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、應(yīng)用簡便、高性能指標(biāo)模塊化三相四線有源電力濾波器專用變流 器，是該領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)著手解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、抗干擾能 力強(qiáng)、安裝接線方便簡單、高性能指標(biāo)的模塊化三相四線有源電力濾波器專用變流器。為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種模塊化三相四線有源電力濾波 器專用變流器，其特征在于該專用變流器按功能劃分成六個主要的功能模塊，即主控板模 塊、驅(qū)動板模塊、保護(hù)板模塊、功率輸出模塊、儲能模塊、電源模塊。而不同的模塊之間對應(yīng) 設(shè)置硬件接口，即不同模塊之間采用端子接口、連線進(jìn)行電氣連接和數(shù)據(jù)通訊。其中主控板 模塊的接口如下CN0與諧波分析儀通訊接口 ；CN1、CN2、CN3分別為A、B、C三相負(fù)載電流采 樣輸入接口 ；COm主控板模塊供電電源接口 ；C0N2、C0N3直流傳感器輸入接口 ；C0N4、C0N5、 C0N6分別為A、B、C三相補(bǔ)償電流采樣輸入接口 ；C0N8風(fēng)機(jī)控制輸出接口 ；C0N9各種故障 保護(hù)輸出接口 ；CONlO主控板控制信號輸出接口。驅(qū)動板模塊接口如下JPl驅(qū)動模塊控制 信號輸入接口 JP2驅(qū)動模塊供電電源輸入接口 JP3功率器件驅(qū)動信號輸出接口。保護(hù)模 塊接口如下=BHl故障保護(hù)輸入接口 ；BH2風(fēng)機(jī)控制輸入接口 ；BH3輸入控制電源輸入接口 ； BH4保護(hù)板供電電源輸入接口 ；BH5溫度采樣輸入接口 ；BH6直流電壓采樣輸入接口 ；BH7各 種故障保護(hù)輸出接口。功率輸出模塊接口如下GL1、GL2、GL3分別為A、B、C三相補(bǔ)償電流 輸出接口 ；GL4直流電壓正極輸入接口 ；GL5直流電壓負(fù)極輸入接口 ；GL6功率器件驅(qū)動信 號輸入接口 ；GL7溫度檢測輸出接口 ；GL8直流電壓采樣輸出接口。儲能模塊接口如下CEl 直流電壓正極輸出接口 ；CE2直流電壓中性點(diǎn)輸出接口 ；CE3直流電壓負(fù)極輸入接口 ；CE4 直流電壓檢測輸出接口。電源模塊接口如下DYl工作電壓輸入接口 ；DY2主控板模塊供電電源輸出接口 ；DY3驅(qū)動板模塊供電電源輸出接口 ；DY4保護(hù)板模塊供電電源輸出接口。采用定義的標(biāo)準(zhǔn)接口來達(dá)到不同模塊之間的連接和數(shù)據(jù)通訊。各模塊按功能不 同安裝在不同的專用屏蔽板上；輸入端子COMl的6、7、8、9端子分別與主控板模塊的CN0、 CN1、CN2、CN3端子連接；輸入端子COMl的1、2與電源模塊的DYl端子相連；輸入端子COMl 的1、2、3端子與保護(hù)板模塊的BH3端子相連；主控板模塊C0N8、C0N9端子分別與保護(hù)板模 塊的BH2、BH1端子相連；主控板模塊C0N10端子與驅(qū)動板模塊的JPl端子相連；主控板模塊 CONl端子與電源模塊的DY2端子相連；主控板模塊C0N2、C0N3端子與功率輸出模塊的GL8 端子相連；主控板模塊COM、C0N5、C0N6端子分別與補(bǔ)償電流采樣傳感器LH3、LH2、LHl相 連；驅(qū)動板模塊JP3端子與功率輸出模塊GL6端子相連；驅(qū)動板模塊JP2端子與電源模塊 DY3端子相連；保護(hù)板模塊BH4端子與電源模塊端子DY4相連；保護(hù)板模塊BH5端子與功率 輸出模塊GL7端子相連；保護(hù)板模塊BH6端子與儲能模塊CE4端子相連；儲能模塊CEl端子 與功率輸出模塊GL4端子相連；儲能模塊CE3端子與功率輸出模塊GL5端子相連；儲能模塊 CE2端子與輸出端子附相連；功率輸出模塊GL1、GL2、GL3端子分別與輸出端子Lll、L21、 L31相連。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明將變流器模塊化是為了得到更加穩(wěn)定可靠、濾波效果好有源電力濾波器。各模塊功能相對獨(dú)立，每一塊可單獨(dú)更換，方便進(jìn)行功能的升級擴(kuò)容 和故障維修，抗干擾能力強(qiáng)，濾波性能指標(biāo)高，性能穩(wěn)定可靠，安裝接線方便簡單，應(yīng)用范圍 廣泛，適用于各種場合要求。


圖1是本發(fā)明各模塊直接接線連接示意圖； 圖中
1-主控板模塊；
2-驅(qū)動板模塊； 3_保護(hù)板模塊； 4_功率輸出模塊；
5-儲能模塊；
6-電源模塊；
LHl-A相補(bǔ)償電流采樣傳感器； LH2-B相補(bǔ)償電流采樣傳感器； LH3-C相補(bǔ)償電流采樣傳感器； Lll-A相補(bǔ)償電流輸出端子； L21-B相補(bǔ)償電流輸出端子； L31-C相補(bǔ)償電流輸出端子。主控板模塊各接口說明如下 CNO-與諧波分析儀通訊接口 ； CNl-A相負(fù)載電流采樣輸入接口 ； CN2-B相負(fù)載電流采樣輸入接口 ； CN3-C相負(fù)載電流采樣輸入接口 ；CONl-主控板模塊供電電源接口 ； C0N2-直流傳感器輸入接口 ； C0N3-直流傳感器輸入接口 ； C0N4-A相補(bǔ)償電流采樣輸入接口 ； C0N5-B相補(bǔ)償電流采樣輸入接口 ； C0N6-C相補(bǔ)償電流采樣輸入接口 ； C0N8-風(fēng)機(jī)控制輸出接口 ； C0N9-各種故障保護(hù)輸出接口 ； C0N10-主控板控制信號輸出接口 ； 驅(qū)動板模塊各接口說明如下 JPl-驅(qū)動板模塊控制信號輸入接口 ； JP2-驅(qū)動板模塊供電電源輸入接口 ； JP3-功率器件驅(qū)動信號輸出接口。保護(hù)模塊各接口說明如下 BHl-故障保護(hù)輸入接口 ； BH2-風(fēng)機(jī)控制輸入接口 ； BH3-二次控制電源輸入接口 ； BH4-保護(hù)板供電電源輸入接口 ； BH5-溫度采樣輸入接口 ；
BH6-直流電壓采樣輸入接口 ； BH7-各種故障保護(hù)輸出接口。
功率輸出模塊各接口說明如下 GLl-A相補(bǔ)償電流輸出接口 ； GL2-B相補(bǔ)償電流輸出接口 ； GL3-C相補(bǔ)償電流輸出接口 ；
GL4-直流電壓正極輸入接口 ； GL5-直流電壓負(fù)極輸入接口 ； GL6-功率器件驅(qū)動信號輸入接口 ； GL7-溫度檢測輸出接口 ； GL8-直流電壓采樣輸出接口。儲能模塊各接口說明如下 CEl-直流電壓正極輸出接口 ； CE2-直流電壓中性點(diǎn)輸出接口 ； CE3-直流電壓負(fù)極輸入接口 ； CE4-直流電壓檢測輸出接口。電源模塊各接口說明如下 DYl-工作電壓輸入接口 ；
DY2-主控板模塊供電電源輸出接口 ； DY3-驅(qū)動板模塊供電電源輸出接口 ；DY4-保護(hù)板模塊供電電源輸出接口。輸入端子COMl說明如下
COMl端子1- 二次控制電源Ll的接線端子； COMl端子2- 二次控制電源L2的接線端子；COMl端子3- 二次控制電源N的接線端子； COMl端子4-故障控制輸出公共端子； COMl端子5-故障控制輸出常開端子； COMl端子6-與諧波分析儀通訊接口端子； COMl端子7-A相負(fù)載電流采樣輸入端子； COMl端子8-B相負(fù)載電流采樣輸入端子； COMl端子9-C相負(fù)載電流采樣輸入端子。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖1和較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)接線詳 述如下
參見圖1，一種模塊化三相四線有源電力濾波器專用變流器，該專用變流器按功能劃分 成六個功能模塊，即主控板模塊1、驅(qū)動板模塊2、保護(hù)板模塊3、功率輸出模塊4、儲能模塊 5、電源模塊6 ；而不同的模塊之間通過如圖1所示的端子接口、連線來達(dá)到電氣連接和數(shù)據(jù) 通訊的目的。各模塊按功能不同安裝不同的專用屏蔽板上。所述主控板模塊的接口如下CN0與諧波分析儀通訊接口 ；CN1、CN2、CN3分別為A、 B、C三相負(fù)載電流采樣輸入接口 ；COm主控板模塊供電電源接口 ；C0N2、C0N3直流傳感器輸 入接口 ；COM、C0N5、C0N6分別為A、B、C三相補(bǔ)償電流采樣輸入接口 ；C0N8風(fēng)機(jī)控制輸出 接口 ；C0N9各種故障保護(hù)輸出接口 ；CONlO主控板控制信號輸出接口 ；所述驅(qū)動板模塊接口 如下JPl驅(qū)動模塊控制信號輸入接口 JP2驅(qū)動模塊供電電源輸入接口 JP3功率器件驅(qū) 動信號輸出接口 ；所述保護(hù)模塊接口如下BH1故障保護(hù)輸入接口 ；BH2風(fēng)機(jī)控制輸入接口 ； BH3輸入控制電源輸入接口 ；BH4保護(hù)板供電電源輸入接口 ；BH5溫度采樣輸入接口 ；BH6直 流電壓采樣輸入接口 ；BH7各種故障保護(hù)輸出接口 ；所述功率輸出模塊接口如下GL1、GL2、 GL3分別為A、B、C三相補(bǔ)償電流輸出接口 ；GL4直流電壓正極輸入接口 ；GL5直流電壓負(fù)極 輸入接口 ；GL6功率器件驅(qū)動信號輸入接口 ；GL7溫度檢測輸出接口 ；GL8直流電壓采樣輸 出接口 ；所述儲能模塊接口如下CE1直流電壓正極輸出接口 ；CE2直流電壓中性點(diǎn)輸出接 口 ；CE3直流電壓負(fù)極輸入接口 ；CE4直流電壓檢測輸出接口 ；所述電源模塊接口如下DY1 工作電壓輸入接口 ；DY2主控板模塊供電電源輸出接口 ；DY3驅(qū)動板模塊供電電源輸出接 口 ；DY4保護(hù)板模塊供電電源輸出接口。該模塊化三相四線有源電力濾波器專用變流器結(jié)構(gòu)安裝及接線如下輸入端子 COMl的6、7、8、9端子分別與主控板模塊的CNO、CN1、CN2、CN3端子連接；輸入端子COMl的 1、2與電源模塊的DYl端子相連；輸入端子COMl的1、2、3端子與保護(hù)板模塊的BH3端子相 連；主控板模塊C0N8、C0N9端子分別與保護(hù)板模塊的BH2、BH1端子相連；主控板模塊CONlO 端子與驅(qū)動板模塊的JPl端子相連；主控板模塊CONl端子與電源模塊的DY2端子相連；主 控板模塊C0N2、C0N3端子與功率輸出模塊的GL8端子相連；主控板模塊COM、C0N5、C0N6端子分別與補(bǔ)償電流采樣傳感器LH3、LH2、LH1相連；驅(qū)動板模塊JP3端子與功率輸出模塊 GL6端子相連；驅(qū)動板模塊JP2端子與電源模塊DY3端子相連；保護(hù)板模塊BH4端子與電源 模塊端子DY4相連；保護(hù)板模塊BH5端子與功率輸出模塊GL7端子相連；保護(hù)板模塊BH6端 子與儲能模塊CE4端子相連；儲能模塊CEl端子與功率輸出模塊GL4端子相連；儲能模塊 CE3端子與功率輸出模塊GL5端子相連；儲能模塊CE2端子與輸出端子m相連；功率輸出 模塊GLl、GL2、GL3端子分別與輸出端子Ll 1、L21、L31相連。工作原理如下 三相四線有源電力濾波器專用變流器模塊化結(jié)構(gòu)中的核心控制模塊是主控板模塊1。 主控板模塊1通過接口 CN1、CN2、CN3分別對A、B、C三相負(fù)載電流進(jìn)行采樣，然后對采集到 的負(fù)載電流進(jìn)行分析，計算出負(fù)載電流中所含的諧波電流，再通過接口 C0N10把控制信號 輸出到驅(qū)動板模塊2的接口 JPl，信號通過驅(qū)動板模塊2放大后從JP3的接口輸出到功率輸 出模塊4的GL6，來控制功率輸出模塊中的功率器件從功率輸出模塊4的GL1、GL2、GL3向 變流器的端子L11、L21、L31輸出與電網(wǎng)A、B、C三相諧波電流大小相等，方向相反的補(bǔ)償電 流，主控板模塊1再通過接口 C0N4、C0N5、C0N6分別對A、B、C三相補(bǔ)償電流的進(jìn)行采樣，檢 驗補(bǔ)償電流的準(zhǔn)確性。同時儲能模塊的CE2端子向變流器的端子m輸出中性線補(bǔ)償電流， 主控板模塊1的接口 C0N2、C0N3采集功率輸出模塊4中的直流電壓，來調(diào)整整個系統(tǒng)直流 側(cè)的工作電壓。主控板模塊1通過接口 C0N8向保護(hù)板模塊3的BH2輸出風(fēng)扇控制信號。主 控板模塊1通過接口 C0N9向保護(hù)板模塊3的BHl輸出故障信號，然后保護(hù)板模塊3會通過 接口 BH7的控制主回路的通斷達(dá)到保護(hù)作用，并且保護(hù)板模塊3分別通過接口 BH5、BH6采 集溫度和儲能模塊5內(nèi)的直流電壓值，來對整個系統(tǒng)進(jìn)行過壓、欠壓及過熱等故障保護(hù)，同 時電源模塊6的接口 DY2、DY3、DY4分別為主控板模塊1、驅(qū)動板模塊2、保護(hù)板模塊3提供 所需工作電源。上述參照具體實(shí)施例對該模塊化三相四線有源電力濾波器專用變流器進(jìn)行的詳 細(xì)描述，是說明性的而不是限定性的，因此在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)屬 于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種模塊化三相四線有源電力濾波器專用變流器，其特征在于該專用變流器設(shè)有六個功能模塊，即主控板模塊、驅(qū)動板模塊、保護(hù)板模塊、功率輸出模塊、儲能模塊、電源模塊；不同的模塊之間對應(yīng)設(shè)置硬件接口；所述主控板模塊的接口如下CN0與諧波分析儀通訊接口；CN1、CN2、CN3分別為A、B、C三相負(fù)載電流采樣輸入接口；CON1主控板模塊供電電源接口；CON2、CON3直流傳感器輸入接口；CON4、CON5、CON6分別為A、B、C三相補(bǔ)償電流采樣輸入接口；CON8風(fēng)機(jī)控制輸出接口；CON9各種故障保護(hù)輸出接口；CON10主控板控制信號輸出接口；所述驅(qū)動板模塊接口如下JP1驅(qū)動模塊控制信號輸入接口；JP2驅(qū)動模塊供電電源輸入接口；JP3功率器件驅(qū)動信號輸出接口；所述保護(hù)模塊接口如下BH1故障保護(hù)輸入接口；BH2風(fēng)機(jī)控制輸入接口；BH3輸入控制電源輸入接口；BH4保護(hù)板供電電源輸入接口；BH5溫度采樣輸入接口；BH6直流電壓采樣輸入接口；BH7各種故障保護(hù)輸出接口；所述功率輸出模塊接口如下GL1、GL2、GL3分別為A、B、C三相補(bǔ)償電流輸出接口；GL4直流電壓正極輸入接口；GL5直流電壓負(fù)極輸入接口；GL6功率器件驅(qū)動信號輸入接口；GL7溫度檢測輸出接口；GL8直流電壓采樣輸出接口；所述儲能模塊接口如下 CE1直流電壓正極輸出接口；CE2直流電壓中性點(diǎn)輸出接口；CE3直流電壓負(fù)極輸入接口；CE4直流電壓檢測輸出接口；所述電源模塊接口如下DY1工作電壓輸入接口；DY2主控板模塊供電電源輸出接口；DY3驅(qū)動板模塊供電電源輸出接口；DY4保護(hù)板模塊供電電源輸出接口；不同模塊之間采用端子接口、連線進(jìn)行電氣連接和數(shù)據(jù)通訊；各模塊按功能不同安裝在不同的專用屏蔽板上；輸入端子COM1的6、7、8、9端子分別與主控板模塊的CN0、CN1、CN2、CN3端子連接；輸入端子COM1的1、2與電源模塊的DY1端子相連；輸入端子COM1的1、2、3端子與保護(hù)板模塊的BH3端子相連；主控板模塊CON8、CON9端子分別與保護(hù)板模塊的BH2、BH1端子相連；主控板模塊CON10端子與驅(qū)動板模塊的JP1端子相連；主控板模塊CON1端子與電源模塊的DY2端子相連；主控板模塊CON2、CON3端子與功率輸出模塊的GL8端子相連；主控板模塊CON4、CON5、CON6端子分別與補(bǔ)償電流采樣傳感器LH3、LH2、LH1相連；驅(qū)動板模塊JP3端子與功率輸出模塊GL6端子相連；驅(qū)動板模塊JP2端子與電源模塊DY3端子相連；保護(hù)板模塊BH4端子與電源模塊端子DY4相連；保護(hù)板模塊BH5端子與功率輸出模塊GL7端子相連；保護(hù)板模塊BH6端子與儲能模塊CE4端子相連；儲能模塊CE1端子與功率輸出模塊GL4端子相連；儲能模塊CE3端子與功率輸出模塊GL5端子相連；儲能模塊CE2端子與輸出端子N1相連；功率輸出模塊GL1、GL2、GL3端子分別與輸出端子L11、L21、L31相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種模塊化三相四線有源電力濾波器專用變流器，該專用變流器按功能設(shè)有六個功能模塊，即主控板模塊、驅(qū)動板模塊、保護(hù)板模塊、功率輸出模塊、儲能模塊、電源模塊；不同模塊之間通過對應(yīng)的硬件接口來達(dá)到電氣連接和數(shù)據(jù)通訊的目的；各模塊按功能不同各自安裝在專用屏蔽板上。本發(fā)明的模塊化是獲得高性能有源電力濾波器的一個非常重要的環(huán)節(jié)；各模塊功能相對獨(dú)立，每一塊可單獨(dú)更換，方便進(jìn)行功能的升級擴(kuò)容和故障維修，抗干擾能力強(qiáng)，濾波性能指標(biāo)高且穩(wěn)定可靠，安裝接線方便簡單；其應(yīng)用范圍廣泛，可適用于各種場合的要求。
文檔編號H02J3/01GK101867186SQ20101021354
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者張偉華, 張耀軍, 李曉嶺, 楊勇, 祁虎威, 韓永清 申請人:天津諾爾哈頓電器制造有限公司