一种变频器预充电系统和变频器技术方案

本发明专利技术实施例涉及变频器技术领域，公开了一种变频器预充电系统和变频器。变频器预充电系统包括：整流单元、预充电单元、逆变单元和主控单元；整流单元输入端与三相交流电的电源连接，整流单元的第一端与预充电单元的第一输入端连接，整流单元的第二端与预充电单元的第一输出端连接，预充电单元的第一输出端与逆变单元的第一端连接，预充电单元的第二输入端与逆变单元的第二端连接；预充电单元包括晶闸管、晶闸管触发电路、板载开关电源和限流电阻，晶闸管触发电路连接于晶闸管的栅极和阴极之间。使得中功率变频器或大功率变频器的体积减小，降低初次上电损坏的概率，提高变频器的安全性。

A Frequency Converter Precharging System and Frequency Converter

The embodiment of the invention relates to the technical field of frequency converter, and discloses a frequency converter pre-charging system and a frequency converter. The pre-charging system of frequency converter includes rectifier unit, pre-charging unit, inverter unit and main control unit; the input end of rectifier unit is connected with the power supply of three-phase alternating current; the first end of rectifier unit is connected with the first input end of pre-charging unit; the second end of rectifier unit is connected with the first output end of pre-charging unit; and the first output end of pre-charging unit is connected with the first output end of inverter unit. The second input end of the pre-charging unit is connected with the second end of the inverting unit. The pre-charging unit includes thyristor, thyristor trigger circuit, on-board switching power supply and current limiting resistance. The thyristor trigger circuit is connected between the gate and cathode of the thyristor. It reduces the volume of medium power converter or high power converter, reduces the probability of initial power failure, and improves the safety of the converter.

【技术实现步骤摘要】
一种变频器预充电系统和变频器
本专利技术实施例涉及变频器
，特别涉及一种变频器预充电系统和变频器。
技术介绍
变频器的母线上必须要设置预充电电路，主要是因为变频器直流母线上有大电容存在，在电源接通的瞬间电容两端的电压不会突变，而电容两端的电流会突变，电容两端相当于短路，若没有预充电电路会导致变频器内部电路损坏，预充电电路在这里限制电源接通瞬间对电容器的充电电流，保护了变频器中整流器不会因电容器的短路而损坏。现代变频器有着小型化、高功率密度的趋势，为了降低整机的尺寸，需要技术优化升级。然而，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：目前小功率的变频器中常用的预充电电路为一个或多个电阻与继电器或接触器并联，如图1所示，实现对变频器母线电容的充电。其中，三相输入电源连接变频器的输入端，经过整流电路将三相交流电变为直流电压，通过电阻R11给母线电解电容C11、C12充电，当母线电压到达一定值后，板载开关电源(图1中未示出)开始工作，继电器或接触器的辅助触点得电，继电器或接触器吸合，充电电阻R11被短路，能量通过继电器K11进入母线电容，然后经过逆变电路，带动电机运行。现有的中功率段(30kW～200kW)变频器上母线电容预充电电路仍使用小功率段(<30kW)的充电电阻和继电器(或接触器)并联的方案，由于中功率变频器中母线电流增大，从而必须选用大电流的接触器，导致预充电接触器选型困难，由于接触器体积大、重量大，也造成变频器整机的尺寸加大，不够紧凑。需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的在于提供一种变频器预充电系统，使得中功率变频器或大功率变频器的体积减小，重量减轻，降低初次上电损坏的概率，提高变频器的安全性。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种变频器预充电系统，应用于中功率变频器或大功率变频器，包括：整流单元、预充电单元、逆变单元和主控单元；整流单元输入端与三相交流电的电源连接，整流单元的第一端与预充电单元的第一输入端连接，整流单元的第二端与预充电单元的第一输出端连接，预充电单元的第一输出端与逆变单元的第一端连接，预充电单元的第二输入端与逆变单元的第二端连接；预充电单元包括晶闸管、晶闸管触发电路、板载开关电源和限流电阻，晶闸管触发电路连接于晶闸管的栅极和阴极之间；其中，板载开关电源的第一端作为预充电单元的第一输入端与整流单元的第一端连接，板载开关电源的第二端作为预充电单元的第一输出端与整流单元的第二端连接；限流电阻串接于板载开关电源的第一端与逆变单元的第一端之间，限流电阻的第一端作为预充电单元的第一输出端；晶闸管阳极和阴极并联连接在限流电阻的第一端和限流电阻的第二端之间；或者，晶闸管的阴极和阳极串接在板载开关电源的第二端和逆变单元的第二端之间；主控单元的电源端与板载开关电源的第一输出端连接，主控单元第一控制端与晶闸管触发电路的控制端连接；板载开关电源获取整流单元的输出电压，板载开关电源将输出电源通过第一输出端传输至主控单元，主控单元确定变频器运行正常，主控单元发出第一控制信号至晶闸管触发电路，通过晶闸管触发电路控制晶闸管处于截止状态，主控单元确定逆变单元的两端电压值为预设电压值，主控单元发出第二控制信号至晶闸管触发电路，通过晶闸管触发电路控制晶闸管处于导通状态。本专利技术的实施方式还提供了一种变频器，包括上述的变频器预充电系统。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，预充电单元中设置晶闸管，主控单元通过晶闸管触发电路控制晶闸管的状态，实现对逆变单元的充电电流的控制，避免变频器电路中整流单元完成整流的电流直接传输至逆变电路由于瞬间电流值较大导致变频器电路发生损坏的现象，由于晶闸管的体积较小，且能够适应大电流的工作环境，使得设置该变频器预充电系统的变频器体积减小，结构上更紧凑，由于电阻所在的电路中还设置有选通开关，在整流电路输出电流稳定之后，控制选通开关处于截止状态，降低了预充电单元中的电路损耗。另外，预充电单元还包括选通开关；主控单元的第二控制端与选通开关的控制端连接；选通开关串接在晶闸管的阳极和限流电阻的第二端之间；或者，选通开关串接在板载开关电源的第一端和限流电阻的第二端之间。另外，逆变单元中包括，均压电路和逆变电路；均压电路与逆变电路并联连接于逆变单元的第一端与逆变单元的第二端之间。另外，均压电路包括第一均压组件和第二均压组件；第一均压组件与第二均压组件串联连接与逆变单元的第一端和逆变单元的第二端之间。该实施方式中，第一均压组件与第二均压组件的结构相同，使得在逆变单元中两个电容分担电压，增加了每个电容的使用寿命。另外，第一均压组件包括：第一电容和第一电阻；第二均压组件包括第二电容和第二电阻；第一电容和第一电阻并联连接，第二电容与第二电阻并联连接。另外，晶闸管触发电路包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三电容、第四电容和第一光耦组件；第三电阻的第一端与主控单元的第一控制端连接，第四电阻与第三电容并联连接于第三电阻的第二端与接地端之间，第三电容的第一端与第一光耦组件的第一端连接，所诉第三电容的第二端与第一光耦组件的第二端连接，第一光耦组件的第三端作为晶闸管触发的电源端与板载开关电源的第二输出端连接，第一光耦组件的第四端与第五电阻的第一端连接，第一光耦组件的第五端与晶闸管的阴极连接，第五电阻的第二端与晶闸管的栅极连接，第六电阻与第四电容分别并联于栅极和阴极之间。另外，若选通开关为继电器，预充电单元还包括继电器控制电路；继电器的第一端与整流单元的第一端连接，继电器的第二端与限流电阻的第一端连接，继电器控制电路的第一端与继电器的线圈的第一端连接，继电器控制电路的第二端与继电器的线圈的第二端连接，继电器控制电路的控制端与主控单元的第二控制端连接，继电器控制电路的正极与板载开关电源的第一输出端连接，继电器控制电路的负极与板载开关电源的第三输出端连接。另外，继电器控制电路包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第五电容、第六电容、第二光耦组件、二极管和三极管；第七电阻的第一端与主控单元的第二控制端连接，第八电阻与第五电容并联连接于第七电阻的第二端与接地端之间，第五电容的第一端与第二光耦组件的第一端连接，所诉第五电容的第二端与第二光耦组件的第二端连接，第二光耦组件的第三端与第九电阻的第一端连接，第九电阻的第二端作为继电器控制电路的正极与板载开关电源的第一输出端连接，第二光耦组件的第四端与三极管的基极连接，第十电阻与第六电容并联连接于三极管的基极和发射极之间，三极管的发射极作为继电器控制电路的负极与板载开关电源的第三输出端连接，二极管的阳极作为继电器控制电路的第一端分别与三极管的集电极和继电器线圈的第一端连接，二极管的阴极作为继电器控制电路的第二端分别与继电器线圈的第二端和第九电阻的第二端连接。另外，板载开关电源包括：第一主线圈和至少两个的副线圈；第一主线圈位于板载开关电源的主边，第一主线圈的第一端和第二端分别与整流单元的第一端和第二端连接；至少两个的副线圈分别设置于板载开关电源的副边。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变频器预充电系统，其特征在于，应用于中功率变频器或大功率变频器，包括：整流单元、预充电单元、逆变单元和主控单元；所述整流单元输入端与三相交流电的电源连接，所述整流单元的第一端与所述预充电单元的第一输入端连接，所述整流单元的第二端与所述预充电单元的第一输出端连接，所述预充电单元的第一输出端与所述逆变单元的第一端连接，所述预充电单元的第二输入端与所述逆变单元的第二端连接；所述预充电单元包括晶闸管、晶闸管触发电路、板载开关电源和限流电阻，所述晶闸管触发电路连接于所述晶闸管的栅极和阴极之间；其中，所述板载开关电源的第一端作为所述预充电单元的第一输入端与所述整流单元的第一端连接，所述板载开关电源的第二端作为所述预充电单元的第一输出端与所述整流单元的第二端连接；所述限流电阻串接于所述板载开关电源的第一端与所述逆变单元的第一端之间，所述限流电阻的第一端作为所述预充电单元的第一输出端；所述晶闸管阳极和阴极并联连接在所述限流电阻的第一端和限流电阻的第二端之间；或者，所述晶闸管的阴极和阳极串接在所述板载开关电源的第二端和所述逆变单元的第二端之间；所述主控单元的电源端与所述板载开关电源的第一输出端连接，所述主控单元第一控制端与所述晶闸管触发电路的控制端连接；所述板载开关电源获取整流单元的输出电压，所述板载开关电源将输出电源通过第一输出端传输至所述主控单元，所述主控单元确定所述变频器运行正常，所述主控单元发出第一控制信号至所述晶闸管触发电路，通过所述晶闸管触发电路控制所述晶闸管处于截止状态，所述主控单元确定所述逆变单元的两端电压值为预设电压值，所述主控单元发出第二控制信号至所述晶闸管触发电路，通过所述晶闸管触发电路控制所述晶闸管处于导通状态。...

【技术特征摘要】
1.一种变频器预充电系统，其特征在于，应用于中功率变频器或大功率变频器，包括：整流单元、预充电单元、逆变单元和主控单元；所述整流单元输入端与三相交流电的电源连接，所述整流单元的第一端与所述预充电单元的第一输入端连接，所述整流单元的第二端与所述预充电单元的第一输出端连接，所述预充电单元的第一输出端与所述逆变单元的第一端连接，所述预充电单元的第二输入端与所述逆变单元的第二端连接；所述预充电单元包括晶闸管、晶闸管触发电路、板载开关电源和限流电阻，所述晶闸管触发电路连接于所述晶闸管的栅极和阴极之间；其中，所述板载开关电源的第一端作为所述预充电单元的第一输入端与所述整流单元的第一端连接，所述板载开关电源的第二端作为所述预充电单元的第一输出端与所述整流单元的第二端连接；所述限流电阻串接于所述板载开关电源的第一端与所述逆变单元的第一端之间，所述限流电阻的第一端作为所述预充电单元的第一输出端；所述晶闸管阳极和阴极并联连接在所述限流电阻的第一端和限流电阻的第二端之间；或者，所述晶闸管的阴极和阳极串接在所述板载开关电源的第二端和所述逆变单元的第二端之间；所述主控单元的电源端与所述板载开关电源的第一输出端连接，所述主控单元第一控制端与所述晶闸管触发电路的控制端连接；所述板载开关电源获取整流单元的输出电压，所述板载开关电源将输出电源通过第一输出端传输至所述主控单元，所述主控单元确定所述变频器运行正常，所述主控单元发出第一控制信号至所述晶闸管触发电路，通过所述晶闸管触发电路控制所述晶闸管处于截止状态，所述主控单元确定所述逆变单元的两端电压值为预设电压值，所述主控单元发出第二控制信号至所述晶闸管触发电路，通过所述晶闸管触发电路控制所述晶闸管处于导通状态。2.根据权利要求1所述的变频器预充电系统，其特征在于，所述预充电单元还包括选通开关；所述主控单元的第二控制端与所述选通开关的控制端连接；所述选通开关串接在所述晶闸管的阳极和所述限流电阻的第二端之间；或者，所述选通开关串接在所述板载开关电源的第一端和所述限流电阻的第二端之间。3.根据权利要求1-2中任一项所述的变频器预充电系统，其特征在于，所述逆变单元中包括，均压电路和逆变电路；所述均压电路与所述逆变电路并联连接于所述逆变单元的第一端与所述逆变单元的第二端之间。4.根据权利要求3所述的变频器预充电系统，其特征在于，所述均压电路包括第一均压组件和第二均压组件；所述第一均压组件与所述第二均压组件串联连接与所述逆变单元的第一端和所述逆变单元的第二端之间。5.根据权利要求4所述的变频器预充电系统，其特征在于，所述第一均压组件包括：第一电容和第一电阻；所述第二均压组件包括第二电容和第二电阻；所述第一电容和所述第一电阻并联连接，所述第二电容与所述第二电阻并联连接。6.根据权利要求1-2任一项所述的变频器预充电系统，其特征在于，所述晶闸管触...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东，张美，郭长东，
申请(专利权)人：上海辛格林纳新时达电机有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31