一种壁挂式电能质量矫正装置的制作方法

本实用新型涉及供电配电领域，具体而言，涉及一种壁挂式电能质量矫正装置。

背景技术：

在供电系统中，为了实现无功补偿、三相不平衡调节和谐波滤除，提高功率因数，以改善电能质量和降低线路损耗，通常需要在供电系统中装设电能质量矫正装置。

现有的壁挂式电能质量矫正装置功能单一，在供电系统中采用具有不同功能的电能质量矫正装置并机使用，使得电气设备类型多种多样，集中度很低。

同时电能质量矫正装置的通信接口与内部控制板一般通过线缆连接，一般不支持接入移动终端。此外，大多数电能质量矫正装置内部布线繁复冗杂，接线短路断开的风险较高，降低了设备的可靠性。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供功能多样化的、集中程度高、工作性能佳、接线简洁的壁挂式电能质量矫正装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种壁挂式电能质量矫正装置，包括箱体，还包括设于所述箱体内部的功率单元板和IGBT模块，所述IGBT模块连接在所述功率单元板上，还包括设于所述箱体中的屏蔽板、滤波板、接口板以及设于所述箱体表面的多个信号端口；

所述屏蔽板一侧设有所述滤波板，所述屏蔽板的另一侧设有所述接口板和所述功率单元板；

所述接口板和所述功率单元板分别与所述滤波板相连；

所述接口板用于连接每一所述信号端口；

所述屏蔽板由磁性材料制成；

所述箱体上设有多个安装孔。

在示例性实施例中，还包括连接在所述IGBT模块上的散热器；

所述散热器设于所述箱体与所述IGBT模块之间。

在示例性实施例中，还包括散热风机，所述箱体的表面设有进风口和排风口；

所述散热风机设于所述进风口处，所述散热风机的引风方向为从所述进风口到所述排风口。

在示例性实施例中，还包括主控板，所述主控板控制向所述壁挂式电能质量矫正装置供电，所述主控板与所述散热风机电气连接；

所述主控板根据所述壁挂式电能质量矫正装置运行的电流大小呈比例地对所述散热风机调速。

在示例性实施例中，所述信号端口包括出线铜排、通讯转接端子和电流采样端子，所述出线铜排、所述通讯转接端子和所述电流采样端子分别与所述接口板连接并于所述箱体的表面露出。

在示例性实施例中，还包括与所述主控板排线连接的霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器设于所述出线铜排之上；

所述霍尔电流传感器用于采集所述出线铜排的电流信号并反馈给所述主控板。

在示例性实施例中，还包括与所述主控板排线连接的触控显示屏，所述触控显示屏设于所述箱体表面，并同所述主控板交换监控参数；

每一所述安装孔设于设有所述触控显示屏的所述箱体表面的对面上。

在示例性实施例中，所述主控板上设有通讯模块，所述通讯模块与移动终端建立通讯连接。

在示例性实施例中，所述滤波板上设有若干个磁环电感。

在示例性实施例中，所述屏蔽板为钣金件。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：

本实用新型的壁挂式电能质量矫正装置集功率单元板、滤波板于一体，同时具有无功功率补偿调节，三相电流不平衡动态调节和谐波消除的功能，且采用接口板将各个通信接口集中而后进行转接，简化了箱体内部的接线，是功能多样化的、集中程度高、工作性能佳、接线简洁的壁挂式电能质量矫正装置。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的壁挂式电能质量矫正装置的轴测图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的壁挂式电能质量矫正装置的后视图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的壁挂式电能质量矫正装置剖面视图A-A；

图4示出了本实用新型实施例所提供的壁挂式电能质量矫正装置的滤波板的结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例所提供的壁挂式电能质量矫正装置IGBT 模块和滤波板连接的结构示意图。

主要元件符号说明：

1-壁挂式电能质量矫正装置；11-箱体；111-进风口；112-排风口；12- 主控板；13-功率单元板；131-IGBT模块；1311-散热器；132-单元驱动板； 14-滤波板；141-磁环电感；15-接口板；16-屏蔽板；161-出线铜排；162-通讯转接端子；163-电流采样端子；17-霍尔电流传感器；18-散热风机；19- 触控显示屏。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对壁挂式电能质量矫正装置进行更全面的描述。附图中给出了壁挂式电能质量矫正装置的优选实施例。但是，壁挂式电能质量矫正装置可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对壁挂式电能质量矫正装置的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在壁挂式电能质量矫正装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

实施例1

请一并参阅图1至图3，本实施例提供一种壁挂式电能质量矫正装置1，包括箱体11，还包括设于箱体11内部的主控板12、功率单元板13、滤波板14、接口板15和屏蔽板16。屏蔽板16装于箱体11中，屏蔽板16的一侧连接有滤波板14，另一侧连接有接口板15。功率单元板13与接口板15 连接于屏蔽板16的同一侧。主控板12连接在接口板15上。

上述，壁挂式电能质量矫正装置1可以根据现场电网情况进行实时动态无功功率补偿调节，三相电流不平衡动态调节和谐波消除，达到节能降损，改善电能质量的效果。

箱体11为钣金制成的壳状长方体状的箱体11，首先对板材进行裁剪、冲压，而后对板材进行折弯，最后将板材拼接成箱体11。

滤波板14通过螺柱安装在箱体11的的左上部。滤波板14可以对电源线中特定频点或该频点附近的信号进行有效滤除，得到所期望的电源信号。

如图4所示，滤波板14上设有若干高性能的磁环电感141，降低了滤波板14的发热量。

滤波板14与接口板15通过铜螺柱连接，通过电流采样端子163(下文提到)传输到接口板15上，而后又传递向滤波板14上进行滤波。滤波板 14和接口板15之间设有屏蔽板16，铜螺柱穿过屏蔽板16与接口板15连接。屏蔽板16用于隔离滤波板14对接口板15的电磁干扰，遏止滤波板14 的高频电磁场对接口板15的影响，使干扰场在屏蔽板16内形成涡流并在屏蔽板16与被接口板15的分界面上产生反射，从而大大削弱干扰场在接口板15处的场强值，达到了屏蔽效果。

本实施例中，屏蔽板16为钣金件，具有较高的电导率和磁导率。有时为了增强屏蔽效果，还可采用多层屏蔽体，其外层一般采用电导率高的材料，以加大反射作用，而其内层则采用磁导率高的材料，以加大涡流效应。

接口板15用于将各个信号端子转接的电性信号集中转接到接口板15 上，而后接口板15再与其他的部件连接，从而使得各个信号端子的进线更加整齐，减少了导线的使用，使得箱体11内部的电气结构更加简洁，同时提升了安全性，避免了排线较多时由缠绕等造成的短路。

为便于描述，本实施例中，以图中的方向进行描述。

具体的，信号端子包括出线铜排161、通讯转接端子162、电流采样端子163。出线铜排161通过紧固件，即螺钉连接在接口板15上，出线铜排 161从箱体11的上端面上伸出，用于与外部电网连接。出线铜排161是一种电流导电产品，具有电阻率低、可弯折度大等优点。

通讯转接端子162和电流采样端子163从箱体11的上端面上露出。通讯转接端子162主要用于将本壁挂式电能质量矫正装置1与其他外置的设备建立通信连接，本实施例中，通讯转接端子162包括COM1、COM2、BCDS、JTAG端口。电流采样端子163用于对外部的电流信号进行采样并输入到壁挂式电能质量矫正装置1中进行矫正。

本实施例中，出线铜排161包括四个端子，其中三个端子上设有霍尔电流传感器17。即端子从霍尔电流传感器17中穿过，霍尔电流传感器17 安装在屏蔽板16上并与主控板12电气连接，用于采集进线铜排的电流信号然后反馈给主控板12。

霍尔电流传感器17基于磁平衡式霍尔原理，根据霍尔效应原理，从霍尔元件的控制电流端通入电流，并在霍尔元件平面的法线方向上施加磁场强度为的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向(即霍尔输出端之间)，将产生一个电势，称其为霍尔电势，其大小正比于控制电流。通过感应的电势的大小，将电势转换成电流反馈给控制器。

主控板12通过绝缘螺柱与接口板15连接。主控板12与通讯转接端子 162排线连接。

铜螺柱穿过屏蔽板16将功率单元板13连接在滤波板14上。功率单元板13是使用功率电力电子器件进行整流、滤波、逆变的高压变频器部件。功率单元板13上设有IGBT模块131，IGBT模块131是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。封装后的IGBT模块131直接应用于变频器、 UPS不间断电源等设备上。IGBT模块131具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点，其主要的功能是逆变，即将直流电变为交流电。

功率单元板13上还设有单元驱动板132，其作用为向IGBT模块131 提供驱动信号，同时对驱动故障进行检测，并反馈给功率单元板13。

IGBT模块131在工作时发热量相对较大，如不及时将热量散出，会影响IGBT模块131的正常工作，严重时甚至会使IGBT模块131高温烧坏。

如图5所示，在IGBT模块131处设有散热器1311，IGBT模块131与散热器1311接触，用于将IGBT模块131的热量及时散出。

散热器1311是机器设备部件运转时用于降低设备运转时所产生的热量，从而机械设备部件散热制冷来增加机械运作寿命。所以散热器1311的质量直接影响运转机械设备部件的寿命。

散热器1311为一个铝合金构件，具体为一块铝合金板上设有片铝合金翅片，已达到增大铝合金和空气的接触面积，从而达到较好的散热效果。IGBT模块131发出的热量传导到散热器1311上，而后通过散热器1311与空气的接触将IGBT模块131的热量传导出去。

壁挂式电能质量矫正装置1还包括散热风机18，箱体11的表面设有进风口111和排风口112。散热风机18设于进风口111处，散热风机18的引风方向为从进风口111到排风口112。

具体的，进风口111设于箱体11的底部，散热风扇设于箱体11底部的内侧。排风口112设于箱体11的顶部，即与出线铜排161的伸出面在同一面上，为使排风效果更好，靠近顶部的侧面上也设有排风口112。在散热风机18工作时，将风从进风口111引入，排风口112排出。风机将输入的电能转化成扇叶的动能，通过扇叶的转动使得进风口111处产生负压，从而将风抽入到箱体11中，而后从顶部的排风口112排出。

因为进风口111和排风口112贯穿的设于箱体11上，引入到箱体11 中的风，可以流经每一部件，带走各个部件上的热量，从而达到全面的散热效果。

箱体11的最大的表面的四个边角设有安装孔，通过安装孔将箱体11 挂在墙体上，或通过安装孔将箱体11固定在配电柜上，使得箱体11的最大的面垂直于水平面设置。

需要说明的，此处的安装孔的数量以及在箱体11的最大的表面的分布方式还可以为其他，凡是通过安装孔将箱体11悬挂的结构均为本实用新型的保护范围。

将排风口112设于设有出线铜排161的一面，在使用时通常将带有出线铜排161的一面背离使用者，这样从排风口112排出的风不会对着人，避免了吹出的热风对使用造成的不适感，符合人体工学。

本实施例中，散热风机18的风主要流经由功率单元板13、散热器1311 和滤波板14等发热量较大的电气元件，通过加快气流速度，从而加快各个电气元件的散热，使得各电气元件保持在较好的工作温度，壁挂式电能质量矫正装置1长时间运行发热量小。

另外，主控板12与散热风机18排线连接。主控板12根据壁挂式电能质量矫正装置1运行的电流大小呈比例地对散热风机18调速。

主控板12根据负载大小的变化控制对散热风机18的供电电流，从而对散热风机18进行调速。在壁挂式电能质量矫正装置1不满载时，调低散热风机18的转速，一方面减小了声噪，同时也降低了功耗。

壁挂式电能质量矫正装置1还包括与控制器排线连接的触控显示屏19，设于箱体11表面；触控显示屏19与主控板12交换监控参数。具体的，触控显显示屏设于箱体11的前面(图中方向)。在使用时壁挂式电能质量矫正装置1时，箱体11最大的平面作为垂直面，即作为与墙壁或配电柜的安装面，设有触控显示屏19的面为安装面的对面，其位于箱体11的上表面，直接面向操作者，便于操作者查看及操作，符合人体工学。触控显示屏19 一方面用于显示设备运行状态，一方面可通过触控显示屏19调节主控板12 的运行参数。

需要说明的是，壁挂式电能质量矫正装置1的负载有限，可将多台壁挂式电能质量矫正装置1并联使用，根据负载情况随时扩容。多台壁挂式电能质量矫正装置1的并联连接的优点还在于，当单台设备故障时，并不影响其余的设备的正常工作。

除上述功能外，主控板12上还设有通讯模块，通讯模块可与移动终端，如手机、平板等设备建立通信连接，可实时的将壁挂式电能质量矫正装置1 的运行数据传输到移动终端，便于对壁挂式电能质量矫正装置1的工况进行远程监控，实现远程控制，同时也能实现对多台设备的统一管理。

本实用新型的壁挂式电能质量矫正装置具有如下优点：

1.接口板将各个端子集成在其上而后转接到端子所连接的电气元件上，使得箱体内部的结构的集成度更高，更加简洁，减少了排线的使用，增强了壁挂式电能质量矫正装置使用的安全性。同时采用具有磁性的隔离板隔离了滤波板对接口板的电磁干扰，保证了各个端子采集的信号不受影响。本实用新型的壁挂式电能质量矫正装置是一种结构集成度高，采集信号准的、性能优良的壁挂式电能质量矫正装置。

2.性能优良，功能强大。可以根据现场电网情况进行实时动态无功功率补偿调节，三相电流不平衡动态调节和谐波消除。

3.采用模块式的结构，结构紧凑，体积小，成本低。

4.内设散热风机和合理通风风道，具有良好的通风效果，设备长时间运行发热量小。

5.根据设备运行发出的电流大小对散热风机进行调速，在电流不满载的情况下调低散热风机转速，减小噪音，同时也降低损耗。

6.设置通讯功能，可将设备的运行数据实时的传入后台的移动终端，实现的远程监控与统一管理。

7.采用触控显示屏，实时显示设备运行状态，可进行可视化的调试。

8.采用高性能的磁环电感，降低了设备整体的发热量。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。