CN111327055A - 动态电能质量智能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种动态电能质量智能装置，包括补偿电路模块、驱动模块、信号处理模块、电源模块、转接模块、散热器和风扇，所述补偿电路模块与用电负载并联连接于三相四线的电网上，所述补偿电路模块进一步包括依次连接的第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块和第四IGBT模块，所述驱动模块用于根据来自信号处理模块的PWM驱动信号，控制补偿电路模块中各个IGBT模块的开关频率，以消除检测到的谐波，所述信号处理模块用于给驱动模块供电，所述电源模块用于将220V的交流电转化为24V的直流电，所述依次连接的第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块和第四IGBT模块上并联有一储能支撑单元。本发明保证每个IGBT模块在进行谐波消除时，都具有稳定且准确的电压，以实现对谐波的快速消除。
Description
技术领域
本发明涉及一种动态电能质量智能装置，属于电能质量复合治理技术领域。
背景技术
电能是社会经济快速发展的重要物质保证，近年来，各电力用户对电能质量的要求越来越高，对电能应用过程中出现的各种质量问题越来越重视。通常的电能质量问题主要由各种无功负载、不平衡负载和非线性负载产生，这些装置在运行过程中不仅会消耗大量的无功功率，还会产生大量谐波，使得电网电压剧烈波动，降低电网使用效率，严重影响电网供电质量，在成接在同一电网上的用户无法正常工作。为了改善电网电能质量，出现了各种谐波抑制和无功补偿装置。
发明内容
本发明目的是提供一种动态电能质量智能装置，该动态电能质量智能装置保证每个IGBT模块在进行谐波消除时，都具有稳定且准确的电压，以实现对谐波的快速消除。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种动态电能质量智能装置，包括补偿电路模块、驱动模块、信号处理模块、电源模块、转接模块、散热器和风扇，所述补偿电路模块与用电负载并联连接于三相四线的电网上；
所述补偿电路模块进一步包括依次连接的第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块和第四IGBT模块，此第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块、第四IGBT模块各自的输出端连接有一电流互感器；
所述驱动模块用于根据来自信号处理模块的PWM驱动信号，控制补偿电路模块中各个IGBT模块的开关频率，以消除检测到的谐波；
所述信号处理模块用于给驱动模块供电，并采样三相电网、补偿电路模块和用电负载上的电流值、电压值，运算后生产驱动信号，发送至驱动模块，还根据采集自散热器上的温度值，运算后产生控制信号，用于控制所述风扇的转速；
所述电源模块用于将220V的交流电转化为24V的直流电，并给信号处理模块和转接模块供电；
所述依次连接的第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块和第四IGBT模块上并联有一储能支撑单元，此储能支撑单元由若干电容、若干电抗和若干电阻并联而成，所述三相电网的四线与补偿电路模块之间分别连接有一电感，所述三相电网的三根火线与补偿电路模块之间分别连接有一开关，此开关上均并联有一电阻；
所述散热器进一步包括基板和连接于基板下表面的散热片，所述散热片等间隔平行排布，所述基板上表面开有若干条形槽，此条形槽内嵌有导热管，所述第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块和第四IGBT模块安装于散热器的基板上表面并与导热管接触连接，所述散热器一端具有一散热风墙，此散热风墙进一步包括安装支架和至少六个安装于安装支架上的所述风扇。
上述技术方案中进一步改进的方案如下：
1. 上述方案中，还具有一与信号处理模块连接的人机界面，用于显示输出散热器的温度、风扇的转速和IGBT模块的功率。
2. 上述方案中，所述导热管为扁平状导热管。
3. 上述方案中，所述风扇的数目为6~12个。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1. 本发明动态电能质量智能装置，其依次连接的第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块和第四IGBT模块上并联有一储能支撑单元，此储能支撑单元由若干电容、若干电抗和若干电阻并联而成，储能支撑单元的设置，为补偿电路模块中的IGBT模块起到电压支撑的作用，保证每个IGBT模块在进行谐波消除时，都具有稳定且准确的电压，以实现对谐波的快速消除；另外，其三相电网的四线与补偿电路模块之间分别连接有一电感，电感的设置，则起到滤除杂波的作用，保证产生信号源的干净无杂波；另外，其三相电网的三根火线与补偿电路模块之间分别连接有一开关，此开关上均并联有一电阻，并联电阻的设置，则起到限流的作用，在设备刚启动时，有一个预充的过程，防止瞬间电流过大而损伤电路。
2. 本发明动态电能质量智能装置，其散热器一端具有一散热风墙，此散热风墙进一步包括安装支架和至少六个安装于安装支架上的所述风扇，采用多个小风扇排布组成散热风墙，避免了大尺寸少数量风机排风时气流紊乱、各区域风速不均匀的情况，多个小尺寸风扇排风，使得各个区域的风速均衡，排风散热效果好；另外，其散热器进一步包括基板和连接于基板下表面的散热片，所述散热片等间隔平行排布，所述基板上表面开有若干条形槽，此条形槽内嵌有导热管，散热器上散热片的间隔设置，形成若干风道，保证了散热风道的畅通，而基板上导热管的设置，可以将发热多且不均匀的IGBT模块上的热量传导至热管，再由导热率远超散热器基板的导热管将热量均衡传导至散热器基板，从而使得散热器基板全范围内的温度均匀化，提高散热器的使用效率，在保证散热效果的同时，减小散热器的体积。
附图说明
附图1为本发明动态电能质量智能装置结构示意图；
附图2为本发明动态电能质量智能装置局部结构示意图；
附图3为本发明动态电能质量智能装置中散热器结构示意图。
以上附图中：1、补偿电路模块；2、驱动模块；3、信号处理模块；4、电源模块；5、转接模块；6、第一IGBT模块；7、第二IGBT模块；8、第三IGBT模块；9、第四IGBT模块；10、电流互感器；11、散热器；12、风扇；13、人机界面；14、储能支撑单元；15、电感；16、电阻；17、开关；18、散热风墙；19、安装支架；21、基板；22、散热片；23、条形槽；24、导热管。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：一种动态电能质量智能装置，包括补偿电路模块1、驱动模块2、信号处理模块3、电源模块4、转接模块5、散热器11和风扇12，所述补偿电路模块1与用电负载并联连接于三相四线的电网上；
所述补偿电路模块1进一步包括依次连接的第一IGBT模块6、第二IGBT模块7、第三IGBT模块8和第四IGBT模块9，此第一IGBT模块6、第二IGBT模块7、第三IGBT模块8、第四IGBT模块9各自的输出端连接有一电流互感器10；
所述驱动模块2用于根据来自信号处理模块3的PWM驱动信号，控制补偿电路模块1中各个IGBT模块的开关频率，以消除检测到的谐波；
所述信号处理模块3用于给驱动模块2供电，并采样三相电网、补偿电路模块1和用电负载上的电流值、电压值，运算后生产驱动信号，发送至驱动模块2，还根据采集自散热器11上的温度值，运算后产生控制信号，用于控制所述风扇12的转速；
所述电源模块4用于将220V的交流电转化为24V的直流电，并给信号处理模块3和转接模块5供电；
所述依次连接的第一IGBT模块6、第二IGBT模块7、第三IGBT模块8和第四IGBT模块9上并联有一储能支撑单元14，此储能支撑单元14由若干电容、若干电抗和若干电阻并联而成，所述三相电网的四线与补偿电路模块1之间分别连接有一电感15，所述三相电网的三根火线与补偿电路模块1之间分别连接有一开关17，此开关17上均并联有一电阻16；
所述散热器11进一步包括基板21和连接于基板21下表面的散热片22，所述散热片22等间隔平行排布，所述基板21上表面开有若干条形槽23，此条形槽23内嵌有导热管24，所述第一IGBT模块6、第二IGBT模块7、第三IGBT模块8和第四IGBT模块9安装于散热器11的基板21上表面并与导热管24接触连接，所述散热器11一端具有一散热风墙18，此散热风墙18进一步包括安装支架19和至少六个安装于安装支架19上的所述风扇12。
还具有一与信号处理模块3连接的人机界面13，用于显示输出散热器的温度、风扇的转速和IGBT模块的功率；上述风扇12的数目为6个。
实施例2：一种动态电能质量智能装置，包括补偿电路模块1、驱动模块2、信号处理模块3、电源模块4、转接模块5、散热器11和风扇12，所述补偿电路模块1与用电负载并联连接于三相四线的电网上；
所述补偿电路模块1进一步包括依次连接的第一IGBT模块6、第二IGBT模块7、第三IGBT模块8和第四IGBT模块9，此第一IGBT模块6、第二IGBT模块7、第三IGBT模块8、第四IGBT模块9各自的输出端连接有一电流互感器10；
所述驱动模块2用于根据来自信号处理模块3的PWM驱动信号，控制补偿电路模块1中各个IGBT模块的开关频率，以消除检测到的谐波；
所述信号处理模块3用于给驱动模块2供电，并采样三相电网、补偿电路模块1和用电负载上的电流值、电压值，运算后生产驱动信号，发送至驱动模块2，还根据采集自散热器11上的温度值，运算后产生控制信号，用于控制所述风扇12的转速；
所述电源模块4用于将220V的交流电转化为24V的直流电，并给信号处理模块3和转接模块5供电；
所述依次连接的第一IGBT模块6、第二IGBT模块7、第三IGBT模块8和第四IGBT模块9上并联有一储能支撑单元14，此储能支撑单元14由若干电容、若干电抗和若干电阻并联而成，所述三相电网的四线与补偿电路模块1之间分别连接有一电感15，所述三相电网的三根火线与补偿电路模块1之间分别连接有一开关17，此开关17上均并联有一电阻16；
所述散热器11进一步包括基板21和连接于基板21下表面的散热片22，所述散热片22等间隔平行排布，所述基板21上表面开有若干条形槽23，此条形槽23内嵌有导热管24，所述第一IGBT模块6、第二IGBT模块7、第三IGBT模块8和第四IGBT模块9安装于散热器11的基板21上表面并与导热管24接触连接，所述散热器11一端具有一散热风墙18，此散热风墙18进一步包括安装支架19和至少六个安装于安装支架19上的所述风扇12。
上述导热管24为扁平状导热管；上述风扇12的数目为10个。
采用上述动态电能质量智能装置时，其储能支撑单元的设置，为补偿电路模块中的IGBT模块起到电压支撑的作用，保证每个IGBT模块在进行谐波消除时，都具有稳定且准确的电压，以实现对谐波的快速消除；另外，电感的设置，则起到滤除杂波的作用，保证产生信号源的干净无杂波；另外，并联电阻的设置，则起到限流的作用，在设备刚启动时，有一个预充的过程，防止瞬间电流过大而损伤电路；
另外，其采用多个小风扇排布组成散热风墙，避免了大尺寸少数量风机排风时气流紊乱、各区域风速不均匀的情况，多个小尺寸风扇排风，使得各个区域的风速均衡，排风散热效果好；
另外，散热器上散热片的间隔设置，形成若干风道，保证了散热风道的畅通，而基板上导热管的设置，可以将发热多且不均匀的IGBT模块上的热量传导至热管，再由导热率远超散热器基板的导热管将热量均衡传导至散热器基板，从而使得散热器基板全范围内的温度均匀化，提高散热器的使用效率，在保证散热效果的同时，减小散热器的体积。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种动态电能质量智能装置，其特征在于：包括补偿电路模块（1）、驱动模块（2）、信号处理模块（3）、电源模块（4）、转接模块（5）、散热器（11）和风扇（12），所述补偿电路模块（1）与用电负载并联连接于三相四线的电网上；
所述补偿电路模块（1）进一步包括依次连接的第一IGBT模块（6）、第二IGBT模块（7）、第三IGBT模块（8）和第四IGBT模块（9），此第一IGBT模块（6）、第二IGBT模块（7）、第三IGBT模块（8）、第四IGBT模块（9）各自的输出端连接有一电流互感器（10）；
所述驱动模块（2）用于根据来自信号处理模块（3）的PWM驱动信号，控制补偿电路模块（1）中各个IGBT模块的开关频率，以消除检测到的谐波；
所述信号处理模块（3）用于给驱动模块（2）供电，并采样三相电网、补偿电路模块（1）和用电负载上的电流值、电压值，运算后生产驱动信号，发送至驱动模块（2），还根据采集自散热器（11）上的温度值，运算后产生控制信号，用于控制所述风扇（12）的转速；
所述电源模块（4）用于将220V的交流电转化为24V的直流电，并给信号处理模块（3）和转接模块（5）供电；
所述依次连接的第一IGBT模块（6）、第二IGBT模块（7）、第三IGBT模块（8）和第四IGBT模块（9）上并联有一储能支撑单元（14），此储能支撑单元（14）由若干电容、若干电抗和若干电阻并联而成，所述三相电网的四线与补偿电路模块（1）之间分别连接有一电感（15），所述三相电网的三根火线与补偿电路模块（1）之间分别连接有一开关（17），此开关（17）上均并联有一电阻（16）；
所述散热器（11）进一步包括基板（21）和连接于基板（21）下表面的散热片（22），所述散热片（22）等间隔平行排布，所述基板（21）上表面开有若干条形槽（23），此条形槽（23）内嵌有导热管（24），所述第一IGBT模块（6）、第二IGBT模块（7）、第三IGBT模块（8）和第四IGBT模块（9）安装于散热器（11）的基板（21）上表面并与导热管（24）接触连接，所述散热器（11）一端具有一散热风墙（18），此散热风墙（18）进一步包括安装支架（19）和至少六个安装于安装支架（19）上的所述风扇（12）。
2.根据权利要求1所述的动态电能质量智能装置，其特征在于：还具有一与信号处理模块（3）连接的人机界面（13），用于显示输出散热器的温度、风扇的转速和IGBT模块的功率。
3.根据权利要求1所述的动态电能质量智能装置，其特征在于：所述导热管（24）为扁平状导热管。
4.根据权利要求1所述的动态电能质量智能装置，其特征在于：所述风扇（12）的数目为6~12个。
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