具有辅助启动电源的高压变频器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种具有辅助启动电源的高压变频器，该高压变频器在现有结构的基础上，还设有辅助绕组、低压电源、变阻装置和绕组侧开关；所述辅助绕组至少有两相绕组与所述整流变压器的主绕组相对应；其中一相与主绕组对应的辅助绕组通过所述变阻装置与低压电源的对应副边绕组相连接，还有一相与主绕组对应的辅助绕组则直接与低压电源的相对应副边绕组相连接；该低压电源的原边侧连接的电源与整流变压器的原边网侧电源相位相同。通过增加了辅助绕组和低压电源等辅助电路，对整流变压器的铁芯进行预先励磁，从而消除了高压变频器因冲击电流所造成的影响，并且简化了该辅助绕组所串联的结构，降低了该高压变频器的设计成本和占用空间。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高压变频器，特别是一种针对高压变频器在高 压合闸或分闸时容易引起操作过电压和电流冲击等启动问题，专门设计 有辅助启动电源的高压变频器，属于电力电子设备

技术介绍
高压变频器是工业上对大功率电机进行控制、调速的重要设备。现有高压变频器的典型结构如图3所示，主要包括有整流变压器、整流与逆变电路、控制系统。输入的高压交流电首先通过整流变压器转化为所 需电压的直流电。该直流电通过整流与逆变电路生成所需频率的交流电 并输出。控制系统则主要负责变频器在整个工作过程中的控制管理。这样的高压变频器当在高压合闸和高压分闸时，该整流变压器瞬间 会产生很大的操作过电压，变压器副边侧所连接的功率模块中电容充电, 也会造成冲击电流过大。这样的合闸冲击电流很容易对变频器中的部件造成损坏。为了减小这种合闸冲击电流对变频器所造成的影响，现有的解决办 法之一是在整流变压器的原边侧每相绕组上串联有大阻值的限流电阻， 并且相应设置有限流电阻旁路开关。变频器平时工作时，该旁路开关闭 合，使限流电阻处于旁路状态。当变频器需要分闸或合闸时，控制系统 首先控制该旁路开关断开，使限流电阻投入电路中，对变频器起到限流 保护的作用。直至变频器工作稳定后，控制系统再控制旁路开关闭合， 使变频器恢复正常工作状态。这种方法虽然能够解决合闸冲击电流容易 对变频器中的部件造成损坏的问题，但是由于整流变压器本身工作电压 较高，因此相应串联于其原边侧的限流电阻的制造成本也很高，并且其 设计占用的空间也较大。鉴于在变频器原边侧串联限流电阻的解决方案所存在的问题，人们 还设计了另外一种减小合闸冲击电流对变频器所造成影响的解决办法。 这种解决办法是在整流变压器的副边侧设计有辅助绕组，在每相辅助绕 组中串联有电阻，并且该辅助绕组通过一个与原边主电源同相位的辅助3电源串联。在变频器启动前，先接通辅助绕组的电源,用串联在电路中的 电阻分段切除的办法为整流变压器进行软励磁，最后辅助绕组接通额定 电源，再同时接通变压器高压主电源。励磁过程完成后，这时再切断辅 助绕组电源，完成变频器高压合闸过程。高压变频器的高压分闸过程也存 在类似的问题，在此就不再重复。这种方法不仅能够解决合闸冲击电流容易对变频器中的部件造成损 坏的问题，而且相比在整流变压器原边侧串联大限流电阻的方法，大大 节省了高压变频器的设计成本和占用空间。但是，这种方法还有其可进 一步简化之处。本专利即是在这种解决方案的基础上，提出的进一步简 化方案。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种针对 高压变频器在高压合闸或分闸时容易引起操作过电压和电流冲击等启动 问题，专门设计有辅助启动电源的高压变频器。本技术的目的是通过下述技术方案予以实现的具有辅助启动电源的高压变频器，包括有整流变压器、整流与逆 变电路、控制系统，该整流变压器和整流与逆变电路顺序串联，该控制 系统对整个高压变频器的工作过程进行控制管理，其特征在于还设有 辅助绕组、低压电源、变阻装置和绕组侧开关；所述辅助绕组至少有两相绕组与所述整流变压器的主绕组相对应； 其中一相与主绕组对应的辅助绕组通过所述变阻装置与低压电源的对应 副边绕组相连接，还有一相与主绕组对应的辅助绕组则直接与低压电源 的相对应副边绕组相连接；所述低压电源为一个变压器，该低压电源的 原边侧连接的电源与整流变压器的原边网侧电源相位相同；所述变阻装 置与控制系统相连，受控制系统控制调节其阻值；所述绕组侧开关串联 在辅助绕组线路上，受控制系统控制其开关。所述低压电源的原边侧与所述整流变压器的原边网侧电源直接相连。所述变阻装置由三个串联的电阻构成，每个电阻分别与一个旁路开 关并联；所述旁路开关与所述控制系统相连，受控制系统控制。所述整流变压器为三相整流变压器；所述辅助绕组有两相绕组与 该整流变压器的主绕组相对应。4本技术的有益效果是该具有辅助启动电源的高压变频器不 仅通过增加了辅助绕组和低压电源等辅助电路，在变频器合分闸前对 整流变压器的铁芯进行预先励磁，从而消除了高压变频器因冲击电流 所造成的影响，还进一步简化了该辅助绕组所串联的结构，降低了该 高压变频器的设计成本和占用空间。附图说明图1为具有辅助启动电源的高压变频器结构示意图； 图2为具有辅助启动电源的高压变频器具体实施例结构示意图； 图3为现有高压变频器结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步描述。 图1是具有辅助启动电源的高压变频器的一个具体实施例结构示 意图，该实施例以常用的三相变频器为例。如图所示，具有辅助启动 电源的高压变频器除了包括有前述现有技术中的整流变压器1、整流与逆变电路3和控制系统2外，还设有辅助绕组4、低压电源7、变阻装 置6和绕组侧开关8。所述整流变压器1和整流与逆变电路3仍然按现有技术方式顺序串 联。控制系统2用以控制整个高压变频器在工作过程中的控制管理。所 述辅助绕组4至少有两相绕组与整流变压器1的主绕组相对应，即该相 对应辅助绕组与主绕组共用铁芯。其中一相与主绕组对应的辅助绕组通 过所述变阻装置6与低压电源7的对应副边绕组相连接。还有一相与主 绕组对应的辅助绕组则直接与低压电源7的相对应副边绕组相连接。所 述低压电源7为一个变压器。该低压电源7的原边侧连接的电源与整流 变压器1的原边网侧电源相位相同。所述变阻装置6与控制系统2相连， 受控制系统2控制调节其阻值。所述绕组侧开关8串联在辅助绕组线路 上，受控制系统2控制其开关。上述结构的具有辅助启动电源的高压变频器在变频器合闸前，首先 由控制系统2控制变阻装置6调节至较大电阻，并控制绕组侧开关8闭 合。闭合后，所述低压电源7将通过辅助绕组4对与辅助绕组4相对应 的铁芯进行励磁。在该励磁过程中，由控制系统2控制变阻装置6的电 阻逐渐减小，这样可以防止辅助绕组4的瞬间冲击电流对变频器中各部 件造成损坏。当该励磁过程完成后，该控制系统2控制绕组侧开关8断5开，并对高压变频器的主回路进行合闸控制，完成整个合闸过程。上述为高压变频器的合闸过程。而高压变频器的分闸过程是上述过程的逆过程，在此就不再重复。本技术所设计的具有辅助启动电源的高压变频器相较于现有高压变频器防止合闸冲击电流的方案，其并不需要在辅助绕组的每相绕组中都串联有限流电阻，而只需其中两相绕组与低压电源相连，并且只需要在其中一相绕组中串联限流电阻即可。这主要是因为在低压电源对该 辅助绕组4施加额定电压后，辅助绕组4中与低压电源相连的两个绕组 所对应的铁芯中通有额定交变磁通，而整流变压器1中无通电辅助绕组 的铁芯中无磁通存在。这时将变频器主回路的三相原绕组合闸通电，有辅助绕组的铁芯中已存在额定交变磁通。由于低压电源7的原边侧与整流变压器1的原边侧电源同相，因此该额定交变磁通的相位与原绕组接 通电网后产生的磁通同相。这样，在这两路磁路相关的阀侧电路中就不 会产生激磁涌流。另外，无通电辅助绕组的铁芯中无磁通存在，也就是 说该磁路中在合闸时不存在剩磁。由于激磁涌流的产生主要由于偏磁和 剩磁的存在而导致磁饱和所致，消除了剩磁的存在，只剩下合闸时间的 不可控性而引起的偏磁，最多达到额定磁通的两倍。 一般认为不会产生过饱和，也就消除本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有辅助启动电源的高压变频器，包括有整流变压器、整流与逆变电路、控制系统，该整流变压器和整流与逆变电路顺序串联，该控制系统对整个高压变频器的工作过程进行控制管理，其特征在于：还设有辅助绕组、低压电源、变阻装置和绕组侧开关；　　　　所述辅助绕组至少有两相绕组与所述整流变压器的主绕组相对应；其中一相与主绕组对应的辅助绕组通过所述变阻装置与低压电源的对应副边绕组相连接，还有一相与主绕组对应的辅助绕组则直接与低压电源的相对应副边绕组相连接；所述低压电源为一个变压器，该低压电源的原边侧连接的电源与整流变压器的原边网侧电源相位相同；所述变阻装置与控制系统相连，受控制系统控制调节其阻值；所述绕组侧开关串联在辅助绕组线路上，受控制系统控制其开关。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓夫，
申请(专利权)人：北京利德华福电气技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]