电压源型变频器的预充电装置和电压源型变频器制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施方式公开了电压源型变频器的预充电装置和电压源型变频器。所述电压源型变频器包含一变压器(21)，所述预充电装置(10)包括：一预充电模块(11)，所述预充电模块(11)的一输出端与所述变压器(21)的一预充电辅助绕组连接，用于逐渐升高所述输出端的一输出电压；一电源(12)，与所述预充电模块(11)的一输入端连接。本实用新型专利技术实施方式通过预充电方式克服涌流问题，无需采用裕量较大的二极管及熔丝，可以降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及变频控制
，特别是涉及电压源型变频器的预充电装置和电压源型变频器。
技术介绍
随着工业自动化程度的不断提高，变频器(Variable-frequencyDrive，VFD)得到了非常广泛的应用。变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)单元、滤波单元、逆变(直流变交流)单元、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。电压源型变频器是一种将电压源的直流输出变换为交流输出的变频器，其中通常采用滤波电容充当直流回路的滤波元件。在电压源型变频器的上电瞬间，在变频器内的变压器输入端与滤波电容之间存在巨大的电压差，从而引起涌流。涌流可能损坏变频器中的二极管及熔丝。在现有技术中，为了防止涌流对变频器中的二极管及熔丝造成危害，通常选用裕量较大的二极管及熔丝。
技术实现思路
本技术实施方式提出电压源型变频器的预充电装置和电压源型变频器。本技术实施方式的技术方案如下：电压源型变频器的预充电装置，所述电压源型变频器包含一变压器，所述预充电装置包括：一预充电模块，所述预充电模块的一输出端与所述变压器的一预充电辅助绕组连接，用于逐渐升高所述输出端的一输出电压；一电源，与所述预充电模块的一输入端连接。在一个实施方式中，所述预充电模块包括：一预充电电阻；一预充电电容，与所述预充电电阻串联；一开关，与所述预充电电阻并联。在一个实施方式中，所述预充电模块包括下列中的至少一个：一三相晶闸管；一三相调压器；一预充电变压器。在一个实施方式中，还包括：一断路器，串联在所述预充电模块与所述电源之间。在一个实施方式中，所述预充电辅助绕组的接法采用三角形接法或星形接法。在一个实施方式中，所述电压源型变频器还包括一功率单元，所述功率单元与所述变压器的一二次绕组连接；其中：所述预充电辅助绕组与所述二次绕组之间的变比小于1。电压源型变频器，包括：一变压器；一预充电辅助绕组，布置在所述变压器的一二次侧；一预充电模块，所述预充电模块的一输出端与所述预充电辅助绕组连接，用于逐渐升高所述输出端的一输出电压；一电源，与所述预充电模块的一输入端连接。在一个实施方式中，所述预充电模块包括：一预充电电阻；一预充电电容，与所述预充电电阻串联；一开关，与所述预充电电阻并联。在一个实施方式中，还包括：一断路器，串联在所述预充电模块的所述输入端与所述电源之间。在一个实施方式中，还包括一功率单元，所述功率单元与所述变压器的一二次绕组连接；所述预充电辅助绕组与所述二次绕组之间的变比小于1。从上述技术方案可以看出，本技术实施方式提出的预充电装置包括：预充电模块，该预充电模块的输出端与变压器的二次绕组连接，用于逐渐升高输出端的输出电压；电源，与预充电模块的输入端连接。本技术实施方式通过预充电方式克服涌流问题，无需采用裕量较大的二极管及熔丝，可以降低成本。另外，本技术实施方式可以通过多种方式具体实施预充电模块，灵活度高。附图说明图1为根据本技术实施方式的电压源型变频器的预充电装置的示范性结构图。图2为根据本技术实施方式的电压源型变频器的预充电结构的第一示范性结构图。图3为根据本技术实施方式的电压源型变频器的预充电结构的第二示范性结构图。图4为图2和图3中的功率单元30的示范性结构图。其中，附图标记如下：具体实施方式为了使本技术的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本技术，并不用于限定本技术的保护范围。为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本技术的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本技术的方案。但是很明显，本技术的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本技术的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。电压源型变频器通常包含变压器及复数个功率单元。变压器包含一次绕组和复数个二次绕组。一次绕组连接高压电源，复数个二次绕组对应连接复数个功率单元。功率单元通常包括整流桥电路、滤波电容及逆变电路，而且在功率单元的前端通常连接有熔丝。在现有技术中，当电压源型变频器上电时，由于功率单元中存在滤波电容，电压源型变频器可能产生涌流，导致熔丝及整流桥电路中的二极管发生损坏。在本技术实施方式中，为电压源型变频器提供了一种预充电装置。在电压源型变频器上电之前，预先利用预充电装置为功率单元中的滤波电容预充电，从而克服电压源型变频器上电时的涌流问题，而且还可以避免对大裕量二极管及大裕量熔丝的使用需求。图1为根据本技术实施方式电压源型变频器的预充电装置的示范性结构图。电压源型变频器20包含变压器21。变压器21的一次绕组连接三相高压电源，二次绕组通常为复数个绕组(比如，大于等于2组)。而且，在二次绕组上分别连接有复数个包含滤波电容的功率单元。预充电装置10包括：预充电模块11，该预充电模块11的输出端与变压器21的预充电辅助绕组连接，用于逐渐升高输出端的输出电压；电源12，与预充电模块11的输入端连接。在电压源型变频器20上电之前，利用预充电装置10输出逐渐升高的输出电压，可以为变压器21的功率单元中的滤波电容预充电，从而防止电压源型变频器20后续上电时产生巨大的涌流。其中，预充电辅助绕组，既可以是变压器21中的已有二次绕组，还可以是为预充电而额外在变压器21中布置的新增二次绕组。具体地，在电压源型变频器20需要工作时，首先切断三相高压电源与电压源型变频器20中变压器21的一次绕组之间的电连接，一次绕组没有输入电压。而且，预充电装置10中的电源12开始为预充电模块11提供电功率。预充电模块11的输出电压从极低值(比如，零)开始平稳上升。相应地，与预充电模块11的输出端连接的预充电辅助绕组上的电压平稳上升。基于电磁感应，与功率单元连接的二次绕组上的感应电压也平稳上升，而且变压器21的一次绕组上的感应电压也平稳上升。随着与功率单元连接的二次绕组上的感应电压逐渐上升，功率单元的输入电流逐渐上升。功率单元的输入电流上升平稳，并不是瞬间突变，因此功率单元中的滤波电容被平稳充电，而不会产生巨大的涌流。当功率单元的电压上升到额定电压之后，断开预充电装置10，并且接通三相高压电源与变压器21的一次绕组之间的电连接。此时，电压源型变频器20开始上电，由于变压器21的一次绕组上的电压已经升高，而且功率单元中的滤波电容已被充电，因此上电时不会产生巨大的涌流。可见，本技术实施方式在电压源型变频器20上电之前，通过预充电装置10预先为功率单元中的滤波电容充电，可以克服涌流问题，并且避免采用昂贵的、大裕量的二极管及熔丝，因此降低了成本。在一个实施方式中，预充电模块11包括下列中的至少一个：三相晶闸管；三相调压器；预充电变压器，等等。可见，本技术实施方式可以通过多种电子元件具体实施预充电模本文档来自技高网...

【技术保护点】
电压源型变频器的预充电装置(10)，其特征在于，所述电压源型变频器包含一变压器(21)，所述预充电装置(10)包括：一预充电模块(11)，所述预充电模块(11)的一输出端与所述变压器(21)的一预充电辅助绕组连接，用于逐渐升高所述输出端的一输出电压；一电源(12)，与所述预充电模块(11)的一输入端连接。

【技术特征摘要】
1.电压源型变频器的预充电装置(10)，其特征在于，所述电压源型变频器包含一变压器(21)，所述预充电装置(10)包括：一预充电模块(11)，所述预充电模块(11)的一输出端与所述变压器(21)的一预充电辅助绕组连接，用于逐渐升高所述输出端的一输出电压；一电源(12)，与所述预充电模块(11)的一输入端连接。2.根据权利要求1所述的电压源型变频器的预充电装置(10)，其特征在于，所述预充电模块(11)包括：一预充电电阻(14)；一预充电电容(13)，与所述预充电电阻(14)串联；一开关(15)，与所述预充电电阻(14)并联。3.根据权利要求1所述的电压源型变频器的预充电装置(10)，其特征在于，所述预充电模块(11)包括下列中的至少一个：一三相晶闸管；一三相调压器；一预充电变压器。4.根据权利要求1所述的电压源型变频器的预充电装置(10)，其特征在于，还包括：一断路器(7)，串联在所述预充电模块(11)与所述电源(12)之间。5.根据权利要求1所述的电压源型变频器的预充电装置(10)，其特征在于，所述预充电辅助绕组的接法采用三角形接法或星形接法。6.根据权利要求1所述的电压源型变频器的预充电装置(10)，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆震宇，杨建波，郑春茂，
申请(专利权)人：西门子上海电气传动设备有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31