[发明专利]电力电子装置、电力电子系统及功率单元的热插拔方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力电子装置、电力电子系统以及功率单元的热插拔方法。

背景技术

传统的电力电子系统中，作为功率部分的主要组成部分的多个IGBT、电感、电容、电阻等元器件都单独安装到机柜上，功率部分没有实现模块化。只有个别的电力电子系统中，将多个IGBT或者多个电感、电容、电阻等元器件集成为一个电力电子装置，即功率部分实现了模块化。通常一个电力电子系统中会包含若干个电力电子装置。

如图1所示，目前的电力电子系统中，每个电力电子装置包括功率单元1和多个导电端子10、多个接线端子13。连接于电网的电源线14，用螺丝20锁紧的方式连接到导电端子10上，导电端子10与功率单元1连接，从而实现了电源线14与功率单元1的电气连接；信号线15通过接线端子13与功率单元1电气连接。由于电源线14、信号线15均直接连接到功率单元1，所以限制了功率单元1的移动范围，导致电力电子装置相对于机柜不能自由插拔。如果电力电子系统中的某一个电力电子装置出现故障，只能关闭整个电力电子系统，再进行维修或更换，从而严重影响了电力电子系统的工作效率。

因此，传统的电力电子系统中，无法实现电力电子装置相对于机柜的自由插拔功能，更无法实现在其他电力电子装置带电正常工作情况下，维修或更换其中某个故障电力电子装置，即电力电子装置不能实现热插拔功能。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种能够热插拔于机柜的电力电子装置；

本发明的另一个目的在于提供一种工作效率高的电力电子系统；

本发明的再一个目的在于提供一种功率单元的热插拔方法。

本发明的电力电子装置，包括功率单元、与功率单元匹配的安装格。安装格设有导轨、进出口，以供功率单元推入和抽出。在安装格远离其进出口的一面设置有电源和控制输出端及信号输出端。功率单元与电源和控制输出端、信号输出端接触的面设置有电源和控制输入端、信号输入端。功率单元设置有一微动开关。信号输出端距信号输入端的距离大于电源和控制输出端距电源和控制输入端的距离。当功率单元需接入时，功率单元沿导轨插入安装格，功率单元的电源和控制输入端与电源和控制输出端先接触形成电气连接后，随着功率单元继续插入安装格，功率单元的信号输入端与信号输出端接通，闭合微动开关启动功率单元。当正在工作的功率单元需拔出时，先断开微动开关停止功率单元，功率单元沿导轨向进出口方向移动，功率单元先与信号输出端断开连接，然后功率单元与电源和控制输出端断开连接。

根据本发明的一实施方式，功率单元为长方体型，安装格为与功率单元尺寸匹配的长方体形。

根据本发明的一实施方式，导轨为一对导轨，设置于安装格同一面相平行的两条棱的位置。

根据本发明的一实施方式，电源和控制输出端为与电源线连接的电源和控制插头，电源和控制插头安装于安装格远离进出口的一面。电源和控制输入端为电源插座，电源插座安装在功率单元靠近电源和控制插头的一面。

根据本发明的一实施方式，信号输出端为一行程开关的机械控制触头，行程开关具有第一端子和第二端子，行程开关的第一端子和第二端子均与外界信号线连接且固定于安装格。当机械控制触头与信号输入端接触时，信号线中信号经由第一端子和机械控制触头进入信号输入端。

根据本发明的一实施方式，功率单元上设置有一控制锁，控制锁设置有一锁舌。安装格对应于锁舌设置有供锁舌插入或拔出的锁孔。

根据本发明的一实施方式，功率单元上设置有一控制锁，控制锁的锁紧或解锁动作控制微动开关闭合或断开。

根据本发明的一实施方式，安装格对应于控制锁设置有一锁孔，功率单元设置有一滑动槽，控制锁设置有一机械滑动键和一机械锁本体。机械锁本体的一端凸出有一锁舌，机械锁本体连接于机械滑动键，机械滑动键卡接于滑动槽。操作机械滑动键沿滑动槽移动从而带动锁舌插入安装格锁孔或拔出安装格锁孔。

根据本发明的一实施方式，微动开关设置有一微动弹片。滑动槽设置于功率单元插入安装格时通过进出口曝露出的一面，微动开关设置于功率单元内靠近机械滑动键的位置。机械滑动键滑动使得控制锁锁紧或者解锁的同时压缩或者释放微动开关的微动弹片。

根据本发明的一实施方式，功率单元设置有控制锁的一面设置有两相互平行的把手。

根据本发明的一实施方式，功率单元为电能质量补偿器或静态无功补偿器，信号输出端为采样电流信号输出端。