CN105186532A - 静止无功发生器主电路模块 - Google Patents

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单任仲
陈任峰
高超
吴旭红
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Abstract

本发明公开了一种静止无功发生器主电路模块，该静止无功发生器主电路模块包括：印刷电路板、功率封装单元、开关纹波滤波器、直流母线电容和连接电感，功率封装单元、开关纹波滤波器、直流母线电容和连接电感都安装于印刷电路板上，连接电感的一端连接于火线，另一端分别连接于功率封装单元和通过开关纹波滤波器连接于零线；功率封装单元通过直流母线电容连接于零线。该静止无功发生器主电路模块克服了容性无功功率补偿只能实现分级调节，传统方式无法同时实现无功补偿和谐波补偿的问题，实现了对2-25次谐波进行连续平滑的补偿。

Description

静止无功发生器主电路模块
技术领域
本发明涉及动态无功补偿领域，具体地，涉及一种静止无功发生器主电路模块。
背景技术
无功补偿是电力系统安全可靠运行的重要保障，无功平衡对提高电力系统的经济运行和改善电压水平至关重要，特别是中低压配电系统中，以非线性整流负载和电感性负载为主，负荷变化快速频繁，需要大量快速响应的连续可调无功功率来补偿负荷无功功率，维持系统无功功率平衡，保证系统运行在高的功率因数状态下，提高整个系统的可靠安全运行。静止无功发生器是解决中低压配电系统动态无功补偿最有效的手段，它是基于逆变器输出电压连续可调技术实现容性、感性双向无功功率的快速连续调节，并具有电力系统谐波补偿的功能，传统的晶闸管可控电抗器结构只能实现感性无功功率连续可调，而容性无功功率补偿只能实现分级调节，传统方式无法同时实现无功补偿和谐波补偿。
因此，设计一种比传统的晶闸管可控电抗器加固定电容器补偿结构具有更理想的综合性能指标的静止无功发生器主电路模块成为一种亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种静止无功发生器主电路模块，该静止无功发生器主电路模块克服了容性无功功率补偿只能实现分级调节，传统方式无法同时实现无功补偿和谐波补偿的问题，实现了对2-25次谐波进行连续平滑的补偿。
为了实现上述目的，本发明提供了一种静止无功发生器主电路模块，该静止无功发生器主电路模块包括：印刷电路板、功率封装单元、开关纹波滤波器、直流母线电容和连接电感，功率封装单元、开关纹波滤波器、直流母线电容和连接电感都安装于印刷电路板上，连接电感的一端连接于火线，另一端分别连接于功率封装单元和通过开关纹波滤波器连接于零线；功率封装单元通过直流母线电容连接于零线。
优选地，直流母线电容包括第一电容和第二电容，第一电容的一端连接于功率封装单元的一端，第一电容的另一端连接于零线；
功率封装单元的另一端连接于第二电容的一端，第二电容的另一端连接于零线。
优选地，功率封装单元包括：三对相并联的绝缘栅双极型晶体管组件，每个绝缘栅双极型晶体管组件由两个串联的绝缘栅双极型晶体管组成，绝缘栅双极型晶体管组件的两端分别通过第一电容和第二电容连接于零线；连接电感连接于两个串联的绝缘栅双极型晶体管之间。
优选地，连接电感包括第一电感和第二电感，第一电感的一端连接于任意两个串联的绝缘栅双极型晶体管之间，另一端分别连接于第二电感和开关纹波滤波器的一端，开关纹波滤波器的另一端连接于零线。
优选地，连接电感为铁硅磁粉芯软磁材料绕指的电感。
优选地，直流母线电容为牛角铝电解电容器。
优选地，开关纹波滤波器包括相并联的RC低通滤波器和LC谐振滤波器，且LC谐振滤波器的谐振频率点等于绝缘栅双极型晶体管的开关频率。
优选地，印刷电路板包括：第一电路板和安装于第一电路板上的第二电路板，第一电路板上安装有功率封装单元和直流母线电容；第二电路板上安装有开关纹波滤波器和连接电感。
优选地，第一电路板和第二电路板之间通过固定柱导电连接。
优选地，4层印刷电路板叠置，且印刷电路板上的导电层的厚度为4盎司。
通过上述的实施方式，本发明的静止无功发生器主电路模块通过上述的电路连接方式，可以对2-25次谐波进行补偿，传统的晶闸管投切电容器电抗器只能对单次谐波进行补偿，本发明可以同时实现无功补偿和谐波补偿。且本发明的产品可以实现连续平滑补偿。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是说明本发明的一种静止无功发生器主电路的电路拓扑图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种静止无功发生器主电路模块，该静止无功发生器主电路模块包括：印刷电路板、功率封装单元、开关纹波滤波器、直流母线电容和连接电感，所述功率封装单元、开关纹波滤波器、直流母线电容和连接电感都安装于所述印刷电路板上，所述连接电感的一端连接于火线，另一端分别连接于所述功率封装单元和通过开关纹波滤波器连接于零线；所述功率封装单元通过所述直流母线电容连接于所述零线。
本发明与机柜式静止无功发生器装置相比，在主电路结构和关键元器件上做了很大的改进和提高。可以对2-25次谐波进行补偿，传统的晶闸管投切电容器电抗器只能对单次谐波进行补偿，本发明可以同时实现无功补偿和谐波补偿，且本发明的产品可以实现连续平滑补偿。
以下结合附图1对本发明进行进一步的说明，在本发明中，为了增加本发明的适用范围，增强本发明的适用效果，特别使用下述的具体实施方式。如图1所示，本发明为三相交流电输入，所以有三对相并联的绝缘栅双极型晶体管组件，分别对应三相交流电，且相配合的有三个连接电感和三个开关纹波滤波器。图1中：C1为第一电容、C2为第二电容，S1～S6为封装的IGBT管(即绝缘栅双极型晶体管)，La、Lb和Lc为第一电感，Lsa、Lsb和Lsc为第二电感，Cf1、Rf、Cf2和Lf为RC低通滤波器和LC谐振滤波器，N为零线，A、B和C为三相火线。
在本发明的一种具体实施方式中，所述直流母线电容包括第一电容和第二电容，所述第一电容的一端连接于所述功率封装单元的一端，所述第一电容的另一端连接于零线；
所述功率封装单元的另一端连接于所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接于零线。其中，直流母线电容为牛角铝电解电容器。
通过上述实施方式，本发明的直流母线电容采用多个并联，大大降低了电解电容器的等效并联串联电阻，在减小空间体积的条件下，还进一步减低了装置的损耗，提高了设备工作效率。
在本发明的一种具体实施方式中，所述功率封装单元可以包括：三对相并联的绝缘栅双极型晶体管组件，每个绝缘栅双极型晶体管组件由两个串联的绝缘栅双极型晶体管组成，所述绝缘栅双极型晶体管组件的两端分别通过第一电容和第二电容连接于所述零线；所述连接电感连接于两个串联的所述绝缘栅双极型晶体管之间。
本发明采用了功率封装单元的结构，功率器件相互之间的连接距离最短，安装空间最小，保证了IGBT器件工作的电压尖峰最小，大大降低了电压变化率和电流变化率，提高了抗干扰能力，并降低了对位电磁辐射水平。
在本发明的一种具体实施方式中，所述连接电感可以包括第一电感和第二电感，所述第一电感的一端连接于任意两个串联的所述绝缘栅双极型晶体管之间，另一端分别连接于所述第二电感和所述开关纹波滤波器的一端，所述开关纹波滤波器的另一端连接于所述零线。其中，所述连接电感为铁硅磁粉芯软磁材料绕指的电感或者称之为高频磁粉芯滤波电感。通过上述设置可以提高装置的工作开关频率，并且与硅钢片铁芯电抗器相比体积和重量大大减小，同时降低了工作噪音，在同等输出容量的条件下，电感的成本也大大降低。
在本发明的一种具体实施方式中，所述开关纹波滤波器包括相并联的RC低通滤波器和LC谐振滤波器，且所述LC谐振滤波器的谐振频率点等于所述绝缘栅双极型晶体管的开关频率，将LC谐振滤波器的谐振频率点选定为IGBT的开关频率，保证输出电流中的开关纹波含量最低。。
在本发明的一种具体实施方式中，所述印刷电路板可以包括：第一电路板和安装于所述第一电路板上的第二电路板，所述第一电路板上安装有所述功率封装单元和所述直流母线电容；所述第二电路板上安装有开关纹波滤波器和连接电感。在该种实施方式中，所述第一电路板和第二电路板之间通过固定柱导电连接。
本发明的第一电路板和第二电路板相互之间采用上下安装方式，并通过固定铜柱进行导电连接，从而实现电气连接并可以起到固定和支撑的作用。大大降低了安装的技术要求和难度，有利于标准化生产，并能够有效的保证产品的一致性和可靠性。
在本发明的一种具体实施方式中，4层所述印刷电路板叠置，且所述印刷电路板上的导电层的厚度为4盎司，在本发明中，采用大面积覆铜处理，保证100A的大电流输出能力。其中，在电路板中，用盎司作为厚度，1盎司＝35微米，因此，4盎司＝140微米。
在本发明的如图1所示的一种优选实施方式中，
该装置包括功率封装单元、直流母线电容、高频磁粉芯滤波电感、RC低通滤波器、LC开关纹波谐振滤波器和高性能印刷电路板等。本发明采用两块高性能印刷电路板，其中将直流母线电容和IGBT功率模块安装并焊接在母板上，同时将IGBT模块固定到散热器上；将高频磁粉芯滤波电感、RC低通滤波器和LC开关纹波谐振滤波器安装并焊接到RLC滤波器板上，两块电路板通过铜柱实现电气连接并起到固定和支撑作用。
本发明保证了结构的紧凑，体积重量大大降低，实现小体积模块化静止无功发生器装置。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种静止无功发生器主电路模块，其特征在于，该静止无功发生器主电路模块包括：印刷电路板、功率封装单元、开关纹波滤波器、直流母线电容和连接电感，所述功率封装单元、开关纹波滤波器、直流母线电容和连接电感都安装于所述印刷电路板上，所述连接电感的一端连接于火线，另一端分别连接于所述功率封装单元和通过开关纹波滤波器连接于零线；所述功率封装单元通过所述直流母线电容连接于所述零线。
2.根据权利要求1所述的静止无功发生器主电路模块，其特征在于，所述直流母线电容包括第一电容和第二电容，所述第一电容的一端连接于所述功率封装单元的一端，所述第一电容的另一端连接于零线；
所述功率封装单元的另一端连接于所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接于零线。
3.根据权利要求2所述的静止无功发生器主电路模块，其特征在于，所述功率封装单元包括：三对相并联的绝缘栅双极型晶体管组件，每个绝缘栅双极型晶体管组件由两个串联的绝缘栅双极型晶体管组成，所述绝缘栅双极型晶体管组件的两端分别通过第一电容和第二电容连接于所述零线；所述连接电感连接于两个串联的所述绝缘栅双极型晶体管之间。
4.根据权利要求3所述的静止无功发生器主电路模块，其特征在于，所述连接电感包括第一电感和第二电感，所述第一电感的一端连接于任意两个串联的所述绝缘栅双极型晶体管之间，另一端分别连接于所述第二电感和所述开关纹波滤波器的一端，所述开关纹波滤波器的另一端连接于所述零线。
5.根据权利要求1所述的静止无功发生器主电路模块，其特征在于，所述连接电感为铁硅磁粉芯软磁材料绕指的电感。
6.根据权利要求1所述的静止无功发生器主电路模块，其特征在于，直流母线电容为牛角铝电解电容器。
7.根据权利要求1所述的静止无功发生器主电路模块，其特征在于，所述开关纹波滤波器包括相并联的RC低通滤波器和LC谐振滤波器，且所述LC谐振滤波器的谐振频率点等于所述绝缘栅双极型晶体管的开关频率。
8.根据权利要求1所述的静止无功发生器主电路模块，其特征在于，所述印刷电路板包括：第一电路板和安装于所述第一电路板上的第二电路板，所述第一电路板上安装有所述功率封装单元和所述直流母线电容；所述第二电路板上安装有开关纹波滤波器和连接电感。
9.根据权利要求8所述的静止无功发生器主电路模块，其特征在于，所述第一电路板和第二电路板之间通过固定柱导电连接。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的静止无功发生器主电路模块，其特征在于，4层所述印刷电路板叠置，且所述印刷电路板上的导电层的厚度为4盎司。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106846782A (zh) * 2017-03-03 2017-06-13 武汉武新电气科技股份有限公司 一种解决无功补偿设备引起电力载波抄表问题的设备
CN107528493A (zh) * 2016-06-22 2017-12-29 Ifp新能源公司 具有滤波装置的将dc电力转换为三相ac电力的系统和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101071946A (zh) * 2007-05-18 2007-11-14 南京新亚能源自动化有限公司 大容量动态无功补偿系统
CN202797973U (zh) * 2012-09-26 2013-03-13 刘思颖 一种多电平静止同步补偿器
CN103296913A (zh) * 2012-03-02 2013-09-11 台达电子企业管理（上海）有限公司 逆变器及有源电力滤波系统
CN103457272A (zh) * 2013-08-23 2013-12-18 上海交通大学 一种电容分裂式三相四线制静止同步补偿器控制方法
CN204397138U (zh) * 2015-01-30 2015-06-17 浙江肯得机电股份有限公司 一种非单板式单管igbt逆变手弧焊机的结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101071946A (zh) * 2007-05-18 2007-11-14 南京新亚能源自动化有限公司 大容量动态无功补偿系统
CN103296913A (zh) * 2012-03-02 2013-09-11 台达电子企业管理（上海）有限公司 逆变器及有源电力滤波系统
CN202797973U (zh) * 2012-09-26 2013-03-13 刘思颖 一种多电平静止同步补偿器
CN103457272A (zh) * 2013-08-23 2013-12-18 上海交通大学 一种电容分裂式三相四线制静止同步补偿器控制方法
CN204397138U (zh) * 2015-01-30 2015-06-17 浙江肯得机电股份有限公司 一种非单板式单管igbt逆变手弧焊机的结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107528493A (zh) * 2016-06-22 2017-12-29 Ifp新能源公司 具有滤波装置的将dc电力转换为三相ac电力的系统和方法
CN106846782A (zh) * 2017-03-03 2017-06-13 武汉武新电气科技股份有限公司 一种解决无功补偿设备引起电力载波抄表问题的设备

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