CN113675848A - 一种供电控制器件、装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种供电控制器件、装置及方法，所述供电控制器件，包括：变压器，所述变压器对母线的多相交流电信号进行移相；整流单元，所述整流单元将移相后的所述多相交流电信号转化为直流电信号；逆变单元，所述逆变单元将所述直流电信号进行转化，获取单相交流电信号；电抗器，将所述单相交流电信号转化为磁能，并将所述磁能存储或者释放；所述变压器、所述整流单元、所述逆变单元和所述电抗器之间连接。通过调节变压器输出端对应逆变单元输出电压、电流的幅值、频率和相位，实现较好的配电；采用变压器进行移相整流输出单相交流电信号的方法，较好的实现了电弧炉冶炼过程中分相调节的功能，可以有效抑制三相不平衡影响冶炼效率的问题。

Description

一种供电控制器件、装置及方法
技术领域
本发明涉及电气控制领域，特别是涉及一种供电控制器件、装置及方法。
背景技术
随着工业化、城镇化水平的不断提高，经济发展的提速，社会积蓄的废旧资源量和固体废弃物的不断增长，我国已步入大规模废旧资源回收和废弃物处理利用的时期，例如废钢利用以及工业固废利用，发展短流程冶炼装备，进行废旧资源回收利用和危废品的无害化处理的方法，能够促进能源结构转型，达到节能减排的目的。
交流电弧炉是短流程冶炼装备的代表，已经广泛应用于世界各地的短流程冶金基地。交流电弧炉传统供电方式多采用有载调压电弧炉变压器调压，输出端串接大电抗器然后经短网送至电弧炉进行冶炼作业，导致供电系统存在稳定性差、功率因素低、负载波动对网侧冲击大，冶炼过程与供电匹配性差的问题，同时，传统交流电弧炉供电系统对系统无功补偿要求高，且装备整体能耗高、寿命较低。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种供电控制器件、装置及方法，用于解决现有技术中交流电弧炉工作供电控制不便的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种供电控制器件，包括：
变压器，所述变压器对母线的多相交流电信号进行移相；
整流单元，所述整流单元将移相后的多相交流电信号转化为直流电信号；
逆变单元，所述逆变单元将所述直流电信号进行转化，获取单相交流电信号；
电抗器，将所述单相交流电信号转化为磁能，并将所述磁能存储或者释放；
所述变压器、所述整流单元、所述逆变单元和所述电抗器之间连接。
可选的，所述变压器的输入端设有第一保护单元，所述第一保护单元包括真空断路器和限流预充电路。
可选的，所述变压器的输出端设有第二保护单元，所述第二保护单元包括熔断器和滤波器。
本发明提供一种供电控制装置，包括：
变压器模块，所述变压器模块包括多个变压器，每个所述变压器分别对母线的多相交流电信号进行移相，所述变压器的个数与所述母线中多相交流电信号的相数相同；
整流模块，所述整流模块包括多个整流单元，所述整流单元将移相后的所述多相交流电信号转化为直流电信号，所述整流单元的输入端与相应的所述变压器的输出端连接；
逆变模块，所述逆变模块包括多个逆变单元，所述逆变单元将所述直流电信号进行转化，获取单相交流电信号，所述逆变单元的输入端与所述整流单元信号的输出端连接；
电抗器模块，所述电抗器模块包括多个电抗器单元，所述电抗器单元将所述单相交流电信号转化为磁能，并将所述磁能存储或者释放，所述电抗器单元的输入端与所述逆变单元的输出端连接；
所述变压器模块、所述整流模块、所述逆变模块和所述电抗器模块之间连接。
可选的，还包括开关单元，所述开关单元包括多个用于控制所述磁能存储或者释放的开关，各个所述开关分别与所述电抗器单元的输出端连接。
可选的，所述变压器包括N个输出绕组，每个所述输出绕组间移相角度差设定为5°～20°。
可选的，相邻两个所述逆变模块输出的单相交流电信号的幅值、频率相同，相位差为120度。
可选的，所述逆变模块设置多个并联的逆变单元，单个逆变模块中各个所述逆变单元输出的单相交流电信号的幅值、频率、相位均相同。
本发明提供一种供电控制方法，包括：
对母线的多相交流电信号进行移相；
将移相后的多相交流电信号转化为直流电信号；
将所述直流电信号进行转化，获取单相交流电信号；
将所述单相交流电信号转化为磁能，并将所述磁能存储或者释放。
可选的，所述逆变模块输出的单相交流电信号之间的相位差为120度。
如上所述，本发明的供电控制器件、装置及方法，具有以下有益效果：
通过调节变压器输出端对应逆变单元输出电压、电流的幅值、频率和相位，实现较好的配电；
采用变压器进行移相整流输出单相交流电信号的方法，较好的实现了电弧炉冶炼过程中分相调节的功能，可以有效抑制三相不平衡影响冶炼效率的问题。
附图说明
图1显示为本发明实施例的供电控制器件的结构示意图。
图2显示为本发明实施例的供电控制装置的结构示意图。
零件标号说明
1 母线
2 变压器模块
3 整流模块
4 逆变模块
5 电抗器模块
6 开关单元
7 电弧炉
20 变压器
30 整流单元
40 逆变单元
50 电抗器
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1，本发明提供一种供电控制器件，包括：
变压器20，所述变压器20对母线1的多相交流电信号进行移相；
整流单元30，所述整流单元30将移相后的所述多相交流电信号转化为直流电信号；
逆变单元40，所述逆变单元40将所述直流电信号进行转化，获取单相交流电信号；
电抗器50，将所述单相交流电信号转化为磁能，并将所述磁能存储或者释放；
所述变压器20、所述整流单元30、所述逆变单元40和所述电抗器50之间连接。
在一些实施过程中，所述变压器20的输入端设有第一保护单元，所述第一保护单元包括真空断路器和限流预充电路。
在一些实施过程中，所述变压器20的输出端设有第二保护单元，所述第二保护单元包括熔断器和滤波器。
请参阅图2，本发明提供一种供电控制装置，包括：
变压器20模块2，所述变压器20模块2包括多个变压器20，每个所述变压器20分别对母线1的多相交流电信号进行移相，所述变压器20的个数与所述母线1中多相交流电信号的相数相同；
整流模块3，所述整流模块3包括多个整流单元，所述整流单元将移相后的所述多相交流电信号转化为直流电信号，所述整流单元的输入端与相应的所述变压器20的输出端连接；
逆变模块4，所述逆变模块4包括多个逆变单元，所述逆变单元将所述直流电信号进行转化，获取单相交流电信号，所述逆变单元的输入端与所述整流单元信号的输出端连接；
电抗器模块5，所述电抗器模块5包括多个电抗器单元，所述电抗器单元将所述单相交流电信号转化为磁能，并将所述磁能存储或者释放，所述电抗器单元的输入端与所述逆变单元的输出端连接；
所述变压器20模块2、所述整流模块3、所述逆变模块4和所述电抗器模块5之间连接。
在一些实施过程中，还包括开关单元6，所述开关单元6包括多个用于控制所述磁能存储或者释放的开关，各个所述开关分别与所述电抗器单元的输出端连接。
在一些实施过程中，所述变压器20包括N个输出绕组，每个所述输出绕组间移相角度差设定为5°～20°。
在一些实施过程中，相邻两个所述逆变模块输出的单相交流电信号的幅值、频率相同，相位差为120度。
在一些实施过程中，所述逆变模块4设置多个并联的逆变单元，所述单个逆变模块中所有逆变单元输出的单相交流电信号的幅值、频率、相位均相同，单相交流电信号。
本方案提供的技术方案采用3台变压器分别进行全控整流，然后单相逆变输出单相交流电信号，然后组成三相输出，可以根据炉内冶炼工况实时调节每一台变压器输出端对应逆变单元输出电压、电流的幅值、频率和相位，实现较佳匹配供电；同时，采用变压器进行移相整流输出单相交流电信号的方法，较好的实现了电弧炉7冶炼过程中分相调节的功能，可以有效抑制三相不平衡影响冶炼效率的问题；
(2)每台移相整流变压器二次侧根据供电需求可以设置多个二次绕组，同时输出端可以连接多个逆变单元来输出幅值、频率、相位相同的单相电压，充分考虑了交流电弧炉7每一相的供电稳定性和柔性供电要求，可满足百兆瓦级柔性电源的供电要求；同时采用母线电容滤波储能环节对负荷冲击进行有效抑制，功率因素可达0.95以上，输入端不再受电弧炉7大容量冲击性负荷的影响，无需配置无功补偿装置。
本发明还提供一种供电控制方法，包括：
S1：对母线的多相交流电信号进行移相；
S2：将移相后的所述多相交流电信号转化为直流电信号；
S3：将所述直流电信号进行转化，获取单相交流电信号；
S4：将所述单相交流电信号转化为磁能，并将所述磁能存储或者释放。
可选的，所述逆变模块输出单相交流电信号之间的相位差为120度。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种供电控制器件，其特征在于，包括：
变压器，所述变压器对母线的多相交流电信号进行移相；
整流单元，所述整流单元将移相后的多相交流电信号转化为直流电信号；
逆变单元，所述逆变单元将所述直流电信号进行转化，获取单相交流电信号；
电抗器，将所述单相交流电信号转化为磁能，并将所述磁能存储或者释放；
所述变压器、所述整流单元、所述逆变单元和所述电抗器之间连接。
2.根据权利要求1所述的供电控制器件，其特征在于，所述变压器的输入端设有第一保护单元，所述第一保护单元包括真空断路器和限流预充电路。
3.根据权利要求1或者2所述的供电控制器件，其特征在于，所述变压器的输出端设有第二保护单元，所述第二保护单元包括熔断器和滤波器。
4.一种供电控制装置，其特征在于，包括：
变压器模块，所述变压器模块包括多个变压器，每个所述变压器分别对母线的多相交流电信号进行移相，所述变压器的个数与所述母线中多相交流电信号的相数相同；
整流模块，所述整流模块包括多个整流单元，所述整流单元将移相后的所述多相交流电信号转化为直流电信号，所述整流单元的输入端与相应的所述变压器的输出端连接；
逆变模块，所述逆变模块包括多个逆变单元，所述逆变单元将所述直流电信号进行转化，获取单相交流电信号，所述逆变单元的输入端与所述整流单元信号的输出端连接；
电抗器模块，所述电抗器模块包括多个电抗器单元，所述电抗器单元将所述单相交流电信号转化为磁能，并将所述磁能存储或者释放，所述电抗器单元的输入端与所述逆变单元的输出端连接；
所述变压器模块、所述整流模块、所述逆变模块和所述电抗器模块之间连接。
5.根据权利要求4所述的供电控制装置，其特征在于，还包括开关单元，所述开关单元包括多个用于控制所述磁能存储或者释放的开关，各个所述开关分别与所述电抗器单元的输出端连接。
6.根据权利要求4所述的供电控制装置，其特征在于，所述变压器包括N个输出绕组，每个所述输出绕组间移相角度差设定为5°～20°。
7.根据权利要求4所述的供电控制装置，其特征在于，相邻两个所述逆变模块输出的单相交流电信号的幅值、频率相同，相位差为120度。
8.根据权利要求4所述的供电控制装置，其特征在于，所述逆变模块设置多个并联的逆变单元，单个逆变模块中各个所述逆变单元输出的单相交流电信号的幅值、频率、相位均相同。
9.一种供电控制方法，其特征在于，包括：
对母线的多相交流电信号进行移相；
将移相后的多相交流电信号转化为直流电信号；
将所述直流电信号进行转化，获取单相交流电信号；
将所述单相交流电信号转化为磁能，并将所述磁能存储或者释放。
10.根据权利要求9所述的供电控制方法，其特征在于，所述逆变模块输出的单相交流电信号之间的相位差为120度。
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