[实用新型]一种适用于有源电力滤波器的模块化设计

说明书

技术领域

 本实用新型涉及有源电力技术领域，具体地说一种适用于有源电力滤波器的模块。

背景技术

随着现代工业发展，各种非线性负载和电能转换装置的增加导致电网中的谐波污染日益严重。谐波使得电网线路损耗增加，设备效率和功率因素降低，甚至造成电力设备和用电设备的损坏。

传统的静态电力滤波器重量重、体积庞大，且只能针对特定次数谐波，因而有源电力滤波器的研究日益受到人们的重视。而有源电力滤波器的技术还不是很成熟，小型化、模块化的产品是如今的发展方向。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种小型化、模块化、轻型的适用于有源电力滤波器的模块。

本实用新型一种适用于有源电力滤波器的模块，包括主功率模块和主开关模块，所述的主功率模块包括熔断器、IGBT功率单元和直流母线电容,以及IGBT驱动板和散热器,其中IGBT功率单元构成三相四线桥式电路，直流母线电容与桥式电路直流端连接，桥式电路输出端与熔断器相连，IGBT驱动板为IGBT功率单元提供驱动能力，散热器紧贴IGBT功率单元为其散热；所述的主开关模块，包括避雷器、空开、启动电阻、接触器、电流互感器、辅助电源及继电器组，其中电流互感器套在输出线上，接触器、空开串在输出线中，启动电阻并与其并联，避雷器并于输出线末端。模块均有独立箱体，对外有信号端口和功率端口。

以层叠母排连接直流母线电容和IGBT功率单元。

所述的层叠母排包括正极导体、负极导体以及中间的绝缘层。正极导体、负极导体均为铜质，绝缘层为PET绝缘纸。其中，正极板和负极板分别连接直流母线电容的两级，正、负端子分别连接IGBT的C、E端。

本实用新型一种适用于有源电力滤波器的模块的优点是：

1、两个功能模块均为独立模块，相互隔离，抗电磁干扰能力良好；

2、其内部电路排布紧密，整体体积大大减小；

3、主功率模块采用层叠母排方式接线，与传统接线铜排相比减小了接线占用体积、降低了电感系数和阻抗，对IGBT两端电压尖峰也有一定抑制作用；

4、模块化设计为多主功率模块的并联化运行提供了有效途径，同时方便了系统的安装与维护。

附图说明

图1为三相四线制有源电力滤波器的硬件系统图；

图2为常规三相四线制有源电力滤波器产品正面硬件排布图；

图3常规三相四线制有源电力滤波器产品反面硬件排布图；

图4三相四线制有源电力滤波器模块化设计整体框图；

图5硬件系统与功能模块对应图；

图6主功率模块硬件排布图；

图7层叠母排示意图；

图8主开关模块硬件排布图。

具体实施方式

根椐图1-图8所示，一种适用于有源电力滤波器的模块，包括主功率模块和主开关模块，所述的主功率模块包括熔断器、IGBT功率单元和直流母线电容以及IGBT驱动板和散热器；所述的主开关模块，包括避雷器、空开、启动电阻、接触器、电流互感器、辅助电源及继电器组。模块均有独立箱体，对外有信号端口和功率端口。

以层叠母排连接直流母线电容和IGBT功率单元。

所述的层叠母排包括正极导体、负极导体以及中间的绝缘层。正极导体、负极导体均为铜质，绝缘层为PET绝缘纸。其中，正极板和负极板分别连接直流母线电容的两级，正、负端子分别连接IGBT的C、E端。

以下结合说明书附图进一步说明本实用新型的实施方法：

图1为三相四线制有源电力滤波器的硬件系统。本实用新型以三相四线制有源电力滤波器为对象进行阐述，其主电路和各个功能组件如图所示。

图2、图3分别为常规三相四线制有源电力滤波器机柜正面和反面的硬件排布示意图。

图4为三相四线制有源电力滤波器模块化设计整体框图，其中主功率模块和主开关模块的模块化设计为主要目标。

图5为硬件系统与功能模块对应图。这是基于上述设计方法对硬件电路按功能重新组合。其中主功率模块起到储能和功率转换的作用，主开关模块则集成了各种动作开关和保护开关并附带电流采样。

图6为主功率模块硬件排布图。模块箱体内按功率走向至上而下排布有直流母线电容、IGBT功率单元、熔断器以及IGBT驱动板，IGBT功率单元及熔断器固定于散热器上，其中直流母线电容与IGBT功率单元由层叠母排连接，整体结构紧密。主功率模块对外接口分为：箱体左下方的光纤通信接口，方便与主控箱传递驱动信号和状态信息；箱体下方的A、B、C、N相主接线端子。