专利名称：模块化三相三线有源电力滤波器专用变流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力滤波器专用变流器，特别涉及一种模块化三相三线有源电力 滤波器专用变流器。
背景技术：
目前，在常用的三相三线有源电力滤波器中，通常沒有变流器，变流器内部元器件直接置于三相三线有源电力滤波器内部，由于三相三线有源电力滤波器中既有弱电又有强 电，尤其主回路中的强电电流都是谐波电流，谐波电流的大小频率均不固定，所以会产生很 强的干扰，直接影响着负载电流采样的准确度，对整机工作性能，滤波效果有直接影响，即 严重影响有源电力滤波器的性能指标和工作稳定性，其性能与稳定性得不到有效的控制。 一旦出现故障，必须停机检修，维修后的机器必须进行整机调试检验后才能使用；要使整个 系统可靠稳定的工作，必须对有源电力滤波器核心部件做好屏蔽，解决好变流器内部各器 件之间互相干扰是十分重要的环节。为了使三相三线有源电力滤波器的性能更加稳定，得到更好的补偿效果；因此，设 计一种结构简单、设计合理、应用简便、高性能指标模块化三相三线有源电力滤波器专用变 流器，是该领域技术人员应着手解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的在于克服上述的不足之处，提供一种结构简单、设计合理、抗干扰能 力强、安装接线方便简单、高性能指标的模块化三相三线有源电力滤波器专用变流器。为实现上述目的本发明所采用的技术方案是一种模块化三相三线有源电力滤波 器专用变流器，其特征在于该专用变流器按功能设为六个功能模块，即主控板模块、驱动 板模块、保护板模块、功率输出模块、储能模块、电源模块；不同的模块之间对应设置硬件接 口。所述主控板模块的接口如下CN0与谐波分析仪通讯接口 ；CN1、CN2、CN3分别为A、B、C 三相负载电流采样输入接口 ；CONl主控板模块供电电源接口 ；C0N2、C0N3直流传感器输入 接口 ；COM、C0N5、C0N6分别为A、B、C三相补偿电流采样输入接口 ；C0N8风机控制输出接 口 ；C0N9各种故障保护输出接口 ；C0N10主控板控制信号输出接口。驱动板模块接口如下 JPl驱动模块控制信号输入接口 JP2驱动模块供电电源输入接口 JP3功率器件驱动信号 输出接口。保护板模块接口如下=BHl故障保护输入接口 ；BH2风机控制输入接口 ；BH3输入 控制电源输入接口 ；BH4保护板供电电源输入接口 ；BH5温度采样输入接口 ；BH6直流电压 采样输入接口 ；BH7各种故障保护输出接口。功率输出模块接口如下GL1、GL2、GL3分别为 A、B、C三相补偿电流输出接口 ；GL4直流电压正极输入接口 ；GL5直流电压负极输入接口 ； GL6功率器件驱动信号输入接口 ；GL7温度检测输出接口 ；GL8直流电压采样输出接口。储 能模块接口如下CEl直流电压正极输出接口 ；CE2直流电压负极输入接口 ；CE3直流电压 检测输出接口。电源模块接口如下DYl工作电压输入接口 ；DY2主控板模块供电电源输出接口 ；DY3驱动板模块供电电源输出接口 ；DY4保护板模块供电电源输出接口。采用定义的标准接口来达到不同模块之间的连接和数据通讯；各模块按功能不同安装在不同的专用屏蔽板上；输入端子COMl的6、7、8、9端子分别与主控板模块的CN0、 CN1、CN2、CN3端子连接；二次输入端子COMl的1、2与电源模块的DYl端子相连；输入端子 COMl的1、2、3端子与保护板模块的BH3端子相连；主控板模块C0N8、C0N9端子分别与保护 板模块的BH2、BHl端子相连；主控板模块C0N10端子与驱动板模块的JPl端子相连；主控 板模块CONl端子与电源模块的DY2端子相连；主控板模块C0N2、C0N3端子与功率输出模块 的GL8端子相连；主控板模块COM、C0N5、C0N6端子分别与补偿电流采样传感器LH3、LH2、 LHl相连；驱动板模块JP3端子与功率输出模块GL6端子相连；驱动板模块JP2端子与电源 模块DY3端子相连；保护板模块BH4端子与电源模块端子DY4相连；保护板模块BH5端子与 功率输出模块GL7端子相连；保护板模块BH6端子与储能模块CE3端子相连；储能模块CEl 端子与功率输出模块GL4端子相连；储能模块CE2端子与功率输出模块GL5端子相连；功率 输出模块GL1、GL2、GL3端子分别与输出端子Lll、L21、L31相连。本发明的有益效果是本发明将变流器模块化是为了得到更加稳定可靠、滤波效 果好的有源电力滤波器。各模块功能相对独立，每一块均可单独更换，方便进行功能的升级 扩容和故障维修，抗干扰能力强，滤波性能指标高，性能稳定可靠，安装接线方便简单，应用 范围广泛，适用于各种场合要求。
图1是本发明各模块接线连接示意图； 图中
1-主控板模块；
2-驱动板模块； 3_保护板模块； 4_功率输出模块；
5-储能模块；
6-电源模块；
LHl-A相补偿电流采样传感器； LH2-B相补偿电流采样传感器； LH3-C相补偿电流采样传感器； Lll-A相补偿电流输出端子； L21-B相补偿电流输出端子； L31-C相补偿电流输出端子。主控板模块各接口说明如下 CNO-与谐波分析仪通讯接口 ； CNl-A相负载电流采样输入接口 ； CN2-B相负载电流采样输入接口 ； CN3-C相负载电流采样输入接口 ； CONl-主控板模块供电电源接口 ；C0N2-直流传感器输入接口 ； C0N3-直流传感器输入接口 ； C0N4-A相补偿电流采样输入接口 ； C0N5-B相补偿电流采样输入接口 ； C0N6-C相补偿电流采样输入接口 ； C0N8-风机控制输出接口 ； C0N9-各种故障保护输出接口 ； CONlO-主控板控制信号输出接口 ； 驱动板模块各接口说明如下 JPl-驱动板模块控制信号输入接口 ； JP2-驱动板模块供电电源输入接口 ； JP3-功率器件驱动信号输出接口。保护板模块各接口说明如下 BHl-故障保护输入接口 ；
BH2-风机控制输入接口 ； BH3-二次控制电源输入接口 ； BH4-保护板供电电源输入接口 ； BH5-温度采样输入接口 ； BH6-直流电压采样输入接口 ； BH7-各种故障保护输出接口。功率输出模块各接口说明如下 GLl-A相补偿电流输出接口 ； GL2-B相补偿电流输出接口 ； GL3-C相补偿电流输出接口 ；
GL4-直流电压正极输入接口 ； GL5-直流电压负极输入接口 ； GL6-功率器件驱动信号输入接口 ； GL7-温度检测输出接口 ； GL8-直流电压采样输出接口。储能模块各接口说明如下 CEl-直流电压正极输出接口 ； CE2-直流电压负极输入接口 ； CE3-直流电压检测输出接口。电源模块各接口说明如下 DYl-工作电压输入接口 ； DY2-主控板模块供电电源输出接口 ； DY3-驱动板模块供电电源输出接口 ； DY4-保护板模块供电电源输出接口。输入端子COMl说明如下COMl端子1- 二次控制电源Ll的接线端子； COMl端子2- 二次控制电源L2的接线端子； COMl端子3- 二次控制电源N的接线端子； COMl端子4-故障控制输出公共端子； COMl端子5-故障控制输出常开端子； COMl端子6-与谐波分析仪通讯接口端子； COMl端子7-A相负载电流采样输入端子； COMl端子8-B相负载电流采样输入端子； COMl端子9-C相负载电流采样输入端子。
具体实施方式
以下结合附图1和较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式
、结构详述如 下
参见图1，一种模块化三相三线有源电力滤波器专用变流器，该专用变流器按功能设为 六个功能模块，即主控板模块1、驱动板模块2、保护板模块3、功率输出模块4、储能模块5、 电源模块6 ；而不同的模块之间通过图1所示的端子接口、连线来达到电气连接和数据通讯 的目的；各模块按功能不同安装在不同的专用屏蔽板上。所述主控板模块的接口如下CN0与谐波分析仪通讯接口 ；CN1、CN2、CN3分别为A、 B、C三相负载电流采样输入接口 ；COm主控板模块供电电源接口 ；C0N2、C0N3直流传感器输 入接口 ；C0N4、C0N5、C0N6分别为A、B、C三相补偿电流采样输入接口 ；C0N8风机控制输出接 口 ；C0N9各种故障保护输出接口 ；CONlO主控板控制信号输出接口。驱动板模块接口如下 JPl驱动模块控制信号输入接口 JP2驱动模块供电电源输入接口 JP3功率器件驱动信号 输出接口。保护板模块接口如下=BHl故障保护输入接口 ；BH2风机控制输入接口 ；BH3输入 控制电源输入接口 ；BH4保护板供电电源输入接口 ；BH5温度采样输入接口 ；BH6直流电压 采样输入接口 ；BH7各种故障保护输出接口。功率输出模块接口如下GL1、GL2、GL3分别为 A、B、C三相补偿电流输出接口 ；GL4直流电压正极输入接口 ；GL5直流电压负极输入接口 ； GL6功率器件驱动信号输入接口 ；GL7温度检测输出接口 ；GL8直流电压采样输出接口。储 能模块接口如下CEl直流电压正极输出接口 ；CE2直流电压负极输入接口 ；CE3直流电压 检测输出接口。电源模块接口如下DY1工作电压输入接口 ；DY2主控板模块供电电源输出 接口 ；DY3驱动板模块供电电源输出接口 ；DY4保护板模块供电电源输出接口。该模块化三相三线有源电力滤波器专用变流器结构安装及接线如下二次输入端 子COMl的6、7、8、9端子分别与主控板模块的CNO、CNU CN2、CN3端子连接；二次输入端子 COMl的1、2与电源模块的DYl端子相连；二次输入端子COMl的1、2、3端子与保护板模块的 BH3端子相连；主控板模块C0N8、C0N9端子分别与保护板模块的BH2、BHl端子相连；主控 板模块CONlO端子与驱动板模块的JPl端子相连；主控板模块CONl端子与电源模块的DY2 端子相连；主控板模块C0N2、C0N3端子与功率输出模块的GL8端子相连；主控板模块C0N4、 C0N5、C0N6端子分别与补偿电流采样传感器LH3、LH2、LHl相连；驱动板模块JP3端子与功 率输出模块GL6端子相连；驱动板模块JP2端子与电源模块DY3端子相连；保护板模块BH4 端子与电源模块端子DY4相连；保护板模块BH5端子与功率输出模块GL7端子相连；保护板模块BH6端子与储能模块CE3端子相连；储能模块CEl端子与功率输出模块GL4端子相连； 储能模块CE2端子与功率输出模块GL5端子相连；功率输出模块GL1、GL2、GL3端子分别与 输出端子L11、L21、L31相连。工作原理如下
三相三线有源电力滤波器专用变流器模块化结构中的核心控制模块是主控板模块1。 主控板模块1通过接口 CN1、CN2、CN3分别对A、B、C三相负载电流进行采样，然后对采集到 的负载电流进行分析，计算出负载电流中所含的谐波电流，再通过接口 C0N10把控制信号 输出到驱动板模块2的接口 JPl，信号通过驱动板模块2放大后从JP3的接口输出到功率输 出模块4的GL6，来控制功率输出模块4中的功率器件从功率输出模块4的GL1、GL2、GL3 向变流器的端子L11、L21、L31输出与电网A、B、C三相谐波电流大小相等，方向相反的补偿 电流，主控板模块1再通过接口 C0N4、C0N5、C0N6分别对A、B、C三相补偿电流的进行采样， 检验补偿电流的准确性。同时主控板模块1的接口 C0N2、C0N3采集功率输出模块4中的直 流电压，来调整整个系统直流侧的工作电压。主控板模块1通过接口 C0N8向保护板模块3 的BH2输出风扇控制信号。主控板模块1通过接口 C0N9向保护板模块3的BHl输出故障 信号，然后保护板模块3通过接口 BH7控制主回路的通断达到保护作用，并且保护板模块3 分别通过接口 BH5、BH6采集温度和储能模块5内的直流电压值，对整个系统进行过压、欠压 及过热等故障保护，同时电源模块6的接口 DY2、DY3、DY4分别为主控板模块1、驱动板模块 2、保护板模块3提供所需工作电源。上述参照具体实施例对该模块化三相三线有源电力滤波器专用变流器进行的详 细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属 于本发明的保护范围之内。
权利要求
一种模块化三相三线有源电力滤波器专用变流器，其特征在于该专用变流器设有六个功能模块，即主控板模块、驱动板模块、保护板模块、功率输出模块、储能模块、电源模块；不同的模块之间对应设置硬件接口；所述主控板模块的接口如下CN0与谐波分析仪通讯接口；CN1、CN2、CN3分别为A、B、C三相负载电流采样输入接口；CON1主控板模块供电电源接口；CON2、CON3直流传感器输入接口；CON4、CON5、CON6分别为A、B、C三相补偿电流采样输入接口；CON8风机控制输出接口；CON9各种故障保护输出接口；CON10主控板控制信号输出接口；所述驱动板模块接口如下JP1驱动模块控制信号输入接口；JP2驱动模块供电电源输入接口；JP3功率器件驱动信号输出接口；所述保护板模块接口如下BH1故障保护输入接口；BH2风机控制输入接口；BH3输入控制电源输入接口；BH4保护板供电电源输入接口；BH5温度采样输入接口；BH6直流电压采样输入接口；BH7各种故障保护输出接口；所述功率输出模块接口如下GL1、GL2、GL3分别为A、B、C三相补偿电流输出接口；GL4直流电压正极输入接口；GL5直流电压负极输入接口；GL6功率器件驱动信号输入接口；GL7温度检测输出接口；GL8直流电压采样输出接口；所述储能模块接口如下CE1直流电压正极输出接口；CE2直流电压负极输入接口；CE3直流电压检测输出接口；所述电源模块接口如下DY1工作电压输入接口；DY2主控板模块供电电源输出接口；DY3驱动板模块供电电源输出接口；DY4保护板模块供电电源输出接口；采用定义的标准接口来达到不同模块之间的连接和数据通讯；各模块按功能不同安装在不同的专用屏蔽板上；输入端子COM1的6、7、8、9端子分别与主控板模块的CN0、CN1、CN2、CN3端子连接；输入端子COM1的1、2与电源模块的DY1端子相连；输入端子COM1的1、2、3端子与保护板模块的BH3端子相连；主控板模块CON8、CON9端子分别与保护板模块的BH2、BH1端子相连；主控板模块CON10端子与驱动板模块的JP1端子相连；主控板模块CON1端子与电源模块的DY2端子相连；主控板模块CON2、CON3端子与功率输出模块的GL8端子相连；主控板模块CON4、CON5、CON6端子分别与补偿电流采样传感器LH3、LH2、LH1相连；驱动板模块JP3端子与功率输出模块GL6端子相连；驱动板模块JP2端子与电源模块DY3端子相连；保护板模块BH4端子与电源模块端子DY4相连；保护板模块BH5端子与功率输出模块GL7端子相连；保护板模块BH6端子与储能模块CE3端子相连；储能模块CE1端子与功率输出模块GL4端子相连；储能模块CE2端子与功率输出模块GL5端子相连；功率输出模块GL1、GL2、GL3端子分别与输出端子L11、L21、L31相连。
全文摘要
本发明涉及一种模块化三相三线有源电力滤波器专用变流器，该专用变流器按功能设为六个功能模块，即主控板模块、驱动板模块、保护板模块、功率输出模块、储能模块、电源模块；不同模块之间通过对应的硬件接口来达到电气连接和数据通讯的目的；各模块按功能不同各自安装在专用屏蔽板上。本发明的模块化是获得高性能有源电力滤波器的一个很重要环节；各模块功能相对独立，每一块可单独更换，方便进行功能的升级扩容和故障维修，抗干扰能力强，滤波性能指标高且稳定可靠，安装接线方便简单；其应用范围广泛，可适用于各种场合的要求。
文档编号H02J3/01GK101867187SQ201010213548
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者张伟华, 张耀军, 李晓岭, 王鹏飞, 祁虎威, 韩永清 申请人:天津诺尔哈顿电器制造有限公司