一种便于生产制造的低压SVG/APF模块的组件化结构的制作方法

一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构
技术领域
1.本发明涉及一种组件化结构，特别是一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，属于svg、apf技术领域。


背景技术：

2.低压svg、apf广泛应用于电力低压配用电电网，以此提高电网功率因数和消除电网谐波污染，从而降低电网能量损耗和提高电网电能质量，是配用电电网现代化的重要基础性、关键性高技术设备之一。低压svg、apf具有相同的电路结构，写入不尽相同的程序。
3.低压svg、apf的结构、电路十分复杂，包括一次电路和二次电路，属于一、二次全融合型设备。存在一次电路的大体积、大质量、大功率、高温升等问题和二次电路的成百上千个电子元器件的组装及其电磁兼容等问题，因此需要合理的结构设计。
4.现有的svg、apf一般采用模块式结构，即在一个一定大小的金属机箱内进行组装，但普遍存在布局混乱、安装无序、风道不顺、连接件和连接线太多等问题，因此装配麻烦、运行不稳、维护困难、成本过高等。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，采用合理的布局结构简化模块安装，从而降低生产难度并降低生产成本。
6.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，包含机箱组件、电抗组件板、电容组件板、igbt组件散热器和智能电路板，电抗组件板、电容组件板、igbt组件散热器和智能电路板通过机械固定连接件分别安装在机箱组件内。
7.进一步地，所述机箱组件包含前面板、前板、后面板、左侧板、右侧板、中板、上盖板、下盖板和智能盒，前板、后面板、左侧板和右侧板组成长方体机框，中板水平固定在机框内将机框分为上侧安装室和下侧安装室，前面板安装在机框前侧，智能盒设置在下侧安装室靠近前板处。
8.进一步地，所述机箱组件的后面板上设置有a相电源接线端子、b相电源接线端子、c相电源接线端子、n线电源接线端子、配电ct次级接线端子和通信接线端子，a相电源接线端子、b相电源接线端子、c相电源接线端子、n线电源接线端子、配电ct次级接线端子和通信接线端子分别通过机械固定连接件安装在后面板外侧。
9.进一步地，所述电抗组件板位于机框上部后侧，电抗组件板通过至少四个机械固定连接件安装在中板上侧，电容组件板位于机框下部后侧，电容组件板通过至少四个机械固定连接件安装在中板下侧，igbt组件散热器位于机框上部前侧，igbt组件散热器通过至少四个机械固定连接件安装环在中板上，智能电路板设置在智能盒内，智能电路板通过至少四个机械固定连接件安装在智能盒内。
10.进一步地，所述前板的外侧设置有至少三个风机，每个风机通过四个机械固定连
接件安装在前板上。
11.进一步地，所述电抗板组件包含横向设置在电抗板上的a相电抗部件、b相电抗部件和c相电抗部件，a相电抗部件、b相电抗部件和c相电抗部件分别包含大电抗器、小电抗器和熔断器。
12.进一步地，所述电容组件板包含前后设置在电容板上的正储能电容器组部件、负储能电容器组部件以及横向设置在电容板后侧的a相复合部件、b相复合部件和c相复合部件，正储能电容器组部件和负储能电容器组部件包含至少5个储能电容器并且正储能电容器组部件和负储能电容器组部件的总电容量相等，a相复合部件、b相复合部件和c相复合部件分别包含滤波电容器、软启动电容器和启动继电器。
13.进一步地，所述igbt组件散热器包含散热器基板、散热器梳状板、a相复合igbt管、b相复合igbt管、c相复合igbt管、a相igbt管输出电流传感器、b相igbt管输出电流传感器和c相igbt管输出电流传感器，散热器梳状板安装在散热器基板上侧，a相复合igbt管、b相复合igbt管和c相复合igbt管横向设置在散热器基板下侧，a相igbt管输出电流传感器、b相igbt管输出电流传感器和c相igbt管输出电流传感器横向设置在散热器基板后侧，a相igbt管输出电流传感器、b相igbt管输出电流传感器和c相igbt管输出电流传感器分别设置有电流传感器输入孔和电流传感器输出接插件。
14.进一步地，所述a相复合igbt管、b相复合igbt管和c相复合igbt管分别设置有igbt输出电流端子、igbt c+端子、igbt c-端子、igbt n端子和igbt驱动输入接插件。
15.进一步地，所述智能电路板包含智能电路区、电源电路区、传感器电路区、igbt驱动电路区，智能电路区分别与电源电路区、传感器电路区、igbt驱动电路区通过电路板印刷线或导线相连。
16.本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，将低压svg、apf的数十种类型、数百上千个元器件根据其电压、电流、emc、发热、故障率及体积、重量等特性进行合理组件并在箱内科学布局、有序安装，减少连接件、连接线，电抗组件板、电容组件板、igbt组件散热器和智能电路板等板件高度集成，简化了产品组装的工序，因此生产制造方便且生产成本很低，也有利于运行维护，提高市场竞争优势。
附图说明
17.图1是本发明的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构的示意图。
18.图2是本发明的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构的a向剖视图。
19.图3是本发明的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构的b向剖视图。
20.图4是本发明的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构的c向剖视图。
21.图5是本发明的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构的d向剖视图。
22.图6是本发明的复合igbt管的示意图。
具体实施方式
23.为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
24.如图1、图2和图3所示，本发明的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，包含机箱组件01、电抗组件板02、电容组件板03、igbt组件散热器04和智能电路板05，电抗组件板02、电容组件板03、igbt组件散热器04和智能电路板05通过机械固定连接件13分别安装在机箱组件01内。本发明把一次元部件合理分成电抗、电容、igbt三个组件并安装在三个相应的电路板上，从而形成了高度集成化的电抗组件板02、电容组件板03、igbt组件散热器04，把二次元器件安装在智能电路板05上。这样整个低压svg/apf模块在生产安装的时候，内部部件的安装仅仅需要安装电抗组件板02、电容组件板03、igbt组件散热器04和智能电路板05这四个组件即可，大大简化了低压svg/apf模块的安装工序，降低了安装的难度，从而节约了大量的人力和生产成本。本发明中机械固定连接件13采用螺栓、螺钉、卡扣等连接方式中的一种或几种。
25.机箱组件01包含前面板011、前板012、后面板013、左侧板014、右侧板015、中板016、上盖板017、下盖板018和智能盒019，前板012、后面板013、左侧板014和右侧板015通过焊接组成长方体形状的机框，中板016水平焊接固定在机框内将机框分为上侧安装室和下侧安装室，中板016增加了机框的强度、隔热性能以及隔绝了电磁干扰，中板016将机框内部空间分隔成了上下两部分，这样电抗组件板02、电容组件板03、igbt组件散热器04和智能电路板05等组件可以在上下两部分分别进行安装，组件的安装和分布更加方便合理。前面板011安装在机框前侧，上盖板017和下盖板018分别可拆卸安装在机框的上侧和下侧，智能盒019设置在下侧安装室靠近前板012处。
26.机箱组件01的后面板013上设置有a相电源接线端子07、b相电源接线端子08、c相电源接线端子09、n线电源接线端子10、配电ct次级接线端子11和通信接线端子12，a相电源接线端子07、b相电源接线端子08、c相电源接线端子09、n线电源接线端子10、配电ct次级接线端子11和通信接线端子12分别通过机械固定连接件13安装在后面板013外侧。
27.如图2、图3和图4所示，电抗组件板02位于机框上部后侧并与后面板013相靠，电抗组件板02通过至少四个机械固定连接件13安装在中板016上侧。电容组件板03位于机框下部后侧并与后面板013相靠，电容组件板03通过至少四个机械固定连接件13安装在中板016下侧。igbt组件散热器04位于机框上部前侧并且与前板012相近，igbt组件散热器04通过至少四个机械固定连接件13安装环在中板016上。智能电路板05设置在智能盒019内，智能电路板05通过至少四个机械固定连接件13安装在智能盒019内。
28.前板012的外侧设置有至少三个风机06，每个风机06通过四个机械固定连接件13安装在前板012上。前板012上开设与风机06匹配的通孔，风机06安装在相应的通孔位置，风机06位于前板012和前面板011之间，方便安装以及拆卸维护。
29.如图3所示，电抗板组件02包含横向设置在电抗板上的a相电抗部件021、b相电抗部件022和c相电抗部件023，a相电抗部件021、b相电抗部件022和c相电抗部件023分别包含
大电抗器0201、小电抗器0202和熔断器0203。
30.如图4所示，电容组件板03包含前后设置在电容板上的正储能电容器组部件031、负储能电容器组部件032以及横向设置在电容板后侧的a相复合部件033、b相复合部件034和c相复合部件035，正储能电容器组部件031和负储能电容器组部件032包含至少5个储能电容器0301并且正储能电容器组部件031和负储能电容器组部件032的总电容量相等，需要说明的是，正储能电容器组部件031和负储能电容器组部件032在电容板上的分布前后顺序可以任意互换。a相复合部件033、b相复合部件034和c相复合部件035分别包含一个滤波电容器0302、一个软启动电容器0303和一个启动继电器0304。需要说明的是，本实施例中，软启动电容器0302可以采用软启动电阻器替代。
31.如图5和图6所示，igbt组件散热器04包含散热器基板041、散热器梳状板042、a相复合igbt管043、b相复合igbt管044、c相复合igbt管045、a相igbt管输出电流传感器046、b相igbt管输出电流传感器047和c相igbt管输出电流传感器048。散热器梳状板042安装在散热器基板041上侧，a相复合igbt管043、b相复合igbt管044和c相复合igbt管045横向设置在散热器基板041下侧，具体地，中板016在igbt组件散热器04对应位置开有与igbt组件散热器04形状匹配的矩形孔，igbt组件散热器04安装在中板016的矩形孔内，其中散热器基板041、散热器梳状板042位于中板016上侧，a相复合igbt管043、b相复合igbt管044、c相复合igbt管045位于中板016下侧。a相igbt管输出电流传感器046、b相igbt管输出电流传感器047和c相igbt管输出电流传感器048横向设置在散热器基板041后侧，具体地，a相igbt管输出电流传感器046、b相igbt管输出电流传感器047和c相igbt管输出电流传感器048位于中板016下面和电容组件板03上面且横向排列分别靠近a相复合igbt管043、b相复合igbt管044、c相复合igbt管045。a相igbt管输出电流传感器046、b相igbt管输出电流传感器047和c相igbt管输出电流传感器048分别设置有电流传感器输入孔0414和电流传感器输出接插件0415。
32.a相复合igbt管043、b相复合igbt管044和c相复合igbt管045分别设置有igbt输出电流端子049、igbt c+端子0410、igbt c-端子0411、igbt n端子0412和igbt驱动输入接插件0413。
33.如图4所示，智能电路板05包含智能电路区051、电源电路区052、传感器电路区053、igbt驱动电路区054，智能电路区051分别与电源电路区052、传感器电路区053、igbt驱动电路区054通过电路板印刷线或导线相连，并且与风机06通过导线相连。
34.本发明中在电气上，a相电源接线端子07、b相电源接线端子08、c相电源接线端子09分别与各相熔断器0203一端相连，各相熔断器0203另一端与各相小电抗器0202一端相连，各相小电抗器0202另一端与各相启动继电器0304一端相连，各相启动继电器0304另一端与各相大电抗器0201一端相连，各相大电抗器0201另一端穿过a相igbt管输出电流传感器046、b相igbt管输出电流传感器047和c相igbt管输出电流传感器048的电流传感器输入孔0414后与a相复合igbt管043、b相复合igbt管044和c相复合igbt管045的igbt输出电流端子049相连。各相软启动电容器0303与各相启动继电器0304并联连接，各相滤波电容器0302一端与各相小电抗器0202另一端、各相启动继电器0304一端相连，各相滤波电容器0302的另一端与n线电源接线端子10相连。
35.正储能电容器组部件031、负储能电容器组部件032中的储能电容器0301相互并
联。正储能电容器组部件031的负极与负储能电容器组部件032的正极相连。正储能电容器组部件031的正极与a相复合igbt管043、b相复合igbt管044和c相复合igbt管045的igbt c+端子0410相连，负储能电容器组部件032的负极与a相复合igbt管043、b相复合igbt管044和c相复合igbt管045的igbt c-端子0411相连，负储能电容器组部件032的正极与a相复合igbt管043、b相复合igbt管044和c相复合igbt管045的igbt n端子0412、n线电源接线端子10相连。
36.电源电路区052有电源输入接线端子0521，电源输入接线端子0521与电抗组件板02、电容组件板03或igbt组件散热器04的相电源接线端子以及n线电源接线端子10相连。
37.传感器电路区053有多个传感器输入接线端子0531，传感器输入接线端子0531与a相igbt管输出电流传感器046、b相igbt管输出电流传感器047、c相igbt管输出电流传感器048的电流传感器输出端接插件0515相连。传感器输入接线端子0531与a相电源接线端子07、b相电源接线端子08、c相电源接线端子09、n线电源接线端子10、配电ct次级接线端子11、通信接线端子12、正储能电容器组件部件031正极和负储能电容器组件部件032负极相连。
38.igbt驱动电路区054有至少3个igbt输出接线端子0541，igbt输出接线端子0541与a相复合igbt管043、b相复合igbt管044、c相复合igbt管045的驱动输入接线端子0413相连。
39.本发明的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构的生产制造过程如下：s1、机箱组件01生产制造及其上机械固定连接件13的装配；s2、电抗组件板02的制造及其上元部件的装配；s3、电容组件板03的制造及其上元部件的装配；s4、igbt组件散热器04的制造及其上元部件的装配；s5、智能电路板05的制造及其上元部件的装配；s6、在机架上装配风机06；s7、a相电源接线端子07；s8、b相电源接线端子08；s9、c相电源接线端子09；s10、n线电源接线端子010；s11、配电ct次级接线端子011；s12、通信接线端子012；s13、igbt组件散热器04（包括其上元部件）安装到机架中；s14、电抗组件板02（包括其上元部件）安装到机架中；s15、电容组件板03包括其上元部件安装到机架中；s16、智能电路板05（包括其上元部件）安装到机架中；s17、进行线缆制作及其连接；s18、调试；s19、盖上下盖板018；s20、盖上上盖板017；s21、装上前面板011；s22整机测试；s23、入库。
40.其中，s1～s5制造与装配工作同步进行或分步进行，s6～s12装配工作按机架进行或流水进行，s13～s16顺序可改变，s17可分成为线缆制作、线缆布放和线缆连接，线缆制作可与s1～s5同步， 线缆布放可在s13之前，线缆连接则应在s16之后。
41.本发明的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，将低压svg、apf的数十种类型、数百上千个元器件根据其电压、电流、emc、发热、故障率及体积、重量等特性进行合理组件并在箱内科学布局、有序安装，减少连接件、连接线，电抗组件板、电容组件板、igbt组件散热器和智能电路板等板件高度集成，简化了产品组装的工序，因此生产制造方便且生产成本很低，也有利于运行维护，提高市场竞争优势。
42.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍
属于本发明技术方案的保护范围之内。

技术特征：
1.一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，其特征在于：包含机箱组件、电抗组件板、电容组件板、igbt组件散热器和智能电路板，电抗组件板、电容组件板、igbt组件散热器和智能电路板通过机械固定连接件分别安装在机箱组件内。2.根据权利要求1所述的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，其特征在于：所述机箱组件包含前面板、前板、后面板、左侧板、右侧板、中板、上盖板、下盖板和智能盒，前板、后面板、左侧板和右侧板组成长方体机框，中板水平固定在机框内将机框分为上侧安装室和下侧安装室，前面板安装在机框前侧，智能盒设置在下侧安装室靠近前板处。3.根据权利要求2所述的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，其特征在于：所述机箱组件的后面板上设置有a相电源接线端子、b相电源接线端子、c相电源接线端子、n线电源接线端子、配电ct次级接线端子和通信接线端子，a相电源接线端子、b相电源接线端子、c相电源接线端子、n线电源接线端子、配电ct次级接线端子和通信接线端子分别通过机械固定连接件安装在后面板外侧。4.根据权利要求2所述的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，其特征在于：所述电抗组件板位于机框上部后侧，电抗组件板通过至少四个机械固定连接件安装在中板上侧，电容组件板位于机框下部后侧，电容组件板通过至少四个机械固定连接件安装在中板下侧，igbt组件散热器位于机框上部前侧，igbt组件散热器通过至少四个机械固定连接件安装环在中板上，智能电路板设置在智能盒内，智能电路板通过至少四个机械固定连接件安装在智能盒内。5.根据权利要求2所述的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，其特征在于：所述前板的外侧设置有至少三个风机，每个风机通过四个机械固定连接件安装在前板上。6.根据权利要求1所述的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，其特征在于：所述电抗板组件包含横向设置在电抗板上的a相电抗部件、b相电抗部件和c相电抗部件，a相电抗部件、b相电抗部件和c相电抗部件分别包含大电抗器、小电抗器和熔断器。7.根据权利要求1所述的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，其特征在于：所述电容组件板包含前后设置在电容板上的正储能电容器组部件、负储能电容器组部件以及横向设置在电容板后侧的a相复合部件、b相复合部件和c相复合部件，正储能电容器组部件和负储能电容器组部件包含至少5个储能电容器并且正储能电容器组部件和负储能电容器组部件的总电容量相等，a相复合部件、b相复合部件和c相复合部件分别包含滤波电容器、软启动电容器和启动继电器。8.根据权利要求1所述的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，其特征在于：所述igbt组件散热器包含散热器基板、散热器梳状板、a相复合igbt管、b相复合igbt管、c相复合igbt管、a相igbt管输出电流传感器、b相igbt管输出电流传感器和c相igbt管输出电流传感器，散热器梳状板安装在散热器基板上侧，a相复合igbt管、b相复合igbt管和c相复合igbt管横向设置在散热器基板下侧，a相igbt管输出电流传感器、b相igbt管输出电流传感器和c相igbt管输出电流传感器横向设置在散热器基板后侧，a相igbt管输出电流传感器、b相igbt管输出电流传感器和c相igbt管输出电流传感器分别设置有电流传感器输入孔和电流传感器输出接插件。9.根据权利要求8所述的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，其特征
在于：所述a相复合igbt管、b相复合igbt管和c相复合igbt管分别设置有igbt输出电流端子、igbt c+端子、igbt c-端子、igbt n端子和igbt驱动输入接插件。10.根据权利要求1所述的一种便于生产制造的低压svg/apf模块的组件化结构，其特征在于：所述智能电路板包含智能电路区、电源电路区、传感器电路区、igbt驱动电路区，智能电路区分别与电源电路区、传感器电路区、igbt驱动电路区通过电路板印刷线或导线相连。

技术总结
本发明公开了一种便于生产制造的低压SVG/APF模块的组件化结构，包含机箱组件、电抗组件板、电容组件板、IGBT组件散热器和智能电路板，电抗组件板、电容组件板、IGBT组件散热器和智能电路板通过机械固定连接件分别安装在机箱组件内。本发明将低压SVG、APF的数十种类型、数百上千个元器件进行合理组件并在箱内科学布局、有序安装，减少连接件、连接线，简化了产品组装的工序，因此生产制造方便且生产成本很低，也有利于运行维护，提高市场竞争优势。提高市场竞争优势。提高市场竞争优势。


技术研发人员：王宗臣 纪陈平 施磊 宋玉锋 吴卫民 薛玲丽 夏武 王春华
受保护的技术使用者：江苏现代电力科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/7/12