專利名稱：模塊化三相三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三線有源電力 濾波器專用變流器。
背景技術(shù)：
目前，在常用的三相三線有源電力濾波器中，通常沒有變流器，變流器內(nèi)部元器件直接置于三相三線有源電力濾波器內(nèi)部，由于三相三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均不固定，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，濾波效果有直接影響，即 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)定性得不到有效的控制。 一旦出現(xiàn)故障，必須停機(jī)檢修，維修后的機(jī)器必須進(jìn)行整機(jī)調(diào)試檢驗后才能使用；要使整個 系統(tǒng)可靠穩(wěn)定的工作，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環(huán)節(jié)。為了使三相三線有源電力濾波器的性能更加穩(wěn)定，得到更好的補(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)模塊化三相三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)的模塊化三相三線有源電力濾波器專用變流器。為實現(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三線有源電力濾波 器專用變流器，其特征在于該專用變流器按功能設(shè)為六個功能模塊，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 ；CONl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 ；C0N10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)板模塊接口如下=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直流電壓負(fù)極輸入接口 ；CE3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；二次輸入端子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、BHl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CE3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CE2端子與功率輸出模塊GL5端子相連；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 果好的有源電力濾波器。各模塊功能相對獨立，每一塊均可單獨更換，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 ； CONlO-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)板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-直流電壓負(fù)極輸入接口 ； CE3-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。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖1和較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實施方式
、結(jié)構(gòu)詳述如 下
參見圖1，一種模塊化三相三線有源電力濾波器專用變流器，該專用變流器按功能設(shè)為 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在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 ；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)板模塊接口如下=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直流電壓負(fù)極輸入接口 ；CE3直流電壓 檢測輸出接口。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。該模塊化三相三線有源電力濾波器專用變流器結(jié)構(gòu)安裝及接線如下二次輸入端 子COMl的6、7、8、9端子分別與主控板模塊的CNO、CNU CN2、CN3端子連接；二次輸入端子 COMl的1、2與電源模塊的DYl端子相連；二次輸入端子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、BHl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C0N4、 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CE3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CE2端子與功率輸出模塊GL5端子相連；功率輸出模塊GL1、GL2、GL3端子分別與 輸出端子L11、L21、L31相連。工作原理如下
三相三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4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通過接口 BH7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，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。上述參照具體實施例對該模塊化三相三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
一種模塊化三相三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)板模塊接口如下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直流電壓負(fù)極輸入接口；CE3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；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CE3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CE2端子與功率輸出模塊GL5端子相連；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三線有源電力濾波器專用變流器，該專用變流器按功能設(shè)為六個功能模塊，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很重要環(huán)節(jié)；各模塊功能相對獨立，每一塊可單獨更換，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H02J3/01GK101867187SQ201010213548
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, 王鵬飛, 祁虎威, 韓永清 申請人:天津諾爾哈頓電器制造有限公司