一种谐振式高压变频器预充电电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种谐振式高压变频器预充电电路，其特征在于，包括：辅助绕组、三相电容器组、限流电阻组、交流接触器和三相交流低压电源；所述辅助绕组设置在整流变压器的副边侧；所述三相电容器组的三个端一方面与辅助绕组相连，另一方面通过所述限流电阻组与三相交流低压电源相连；在限流电阻组与三相交流低压电源之间设置有交流接触器。通过在辅助绕组与限流电阻组之间并联有三相电容器组，使得该三相电容器组与辅助绕组上的各相线绕组形成ＬＣ振荡回路，从而由三相电容器组与辅助绕组所形成的ＬＣ振荡回路对整流变压器产生激磁电流，避免了因激磁电流在限流电阻上消耗较大功率而引起的电路消耗大，成本高，效率低等问题。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于高压变频器的预充电电路，特别是一种通过谐振式电路 产生激磁电流对变压器进行励磁，从而避免了激磁电流在限流电阻上消耗较大功率的预充 电电路，属于高压变频器

技术介绍
随着电力电子技术的发展，变频器作为电力电子技术发展的产物，在国民经济的 各个领域如冶金、石化、自来水、电力等行业得到广泛的应用，并发挥着越来越重要的作用， 特别是，高压大功率变频器的应用日渐广泛。在高压变频器中，由功率单元(又称功率模块、变流单元，如图2所示)串联构成 的高压大功率变频器(如图1所示)作为适合中国国情、性能优异的变频器，受到众多变频 器生产厂商、科研院所、工程技术人员、用户的青睐。高压大功率变频器有多种拓扑结构，篇幅所限，本说明书仅针对在市场上应用最 为广泛的单元串联多电平型高压变频器进行叙述。本专利所述技术应用于其他拓扑结构的 高压变频器时，其工作原理、拓扑结构、控制方法与本说明书的叙述完全相同。这种高压变频器结构已经在中国技术专利ZL97100477. 3中公开。该高压变 频器在电网侧有一个整流变压器，此整流变压器有多个副边绕组，为了抑制对电网的谐波， 这些副边绕组常常采用曲折绕法，达到移相的效果，分别给各个串联的功率单元供电。每个 功率单元为3相输入、单相输出的电压源型变频器。在电路原理上，此整流变压器起到了隔离的作用，使各功率单元相互之间在输入 侧隔离，这样，由于功率单元的逆变桥在输出侧相互串联，功率单元的整体电位(电势)就 会逐级提高。通常，此整流变压器有一个辅助绕组，为变频器的冷却风机供电。目前，高压变频器在高压上电时，通常采用直接冲击的方法，即直接闭合为其供电 的高压断路器。用这种方法在高压上电时，会对高压电网产生7至10倍于额定电流的冲击 电流，影响电网的安全、稳定运行。同时，会对功率单元内的直流电容和整流器件产生很大 的冲击电流，影响其使用寿命。一种解决方法是在变频器的高压输入侧安装激磁涌流抑制电路。该电路由限流电 阻和与之并联的高压开关(高压真空断路器或者高压真空接触器)组成。该电路串联在高 压电源与高压变频器的输入端之间。在高压上电前，高压开关处于断开状态，通过限流电阻 对高压变频器进行充电，充电完成后，闭合高压开关，充电过程结束。由于该电路属于高压 电路，所用的器件为高压器件，所以成本远高于本专利所述电路，体积也远大于本专利所述 电路。另一种解决方法是通过低压电源和限流电阻向整流变压器的辅助绕组供电，通过 变压器在副边绕组上产生感应电压，对功率单元的直流电容进行充电。随着充电过程的进 行，逐渐用交流接触器旁路掉部分限流电阻，充电完成后，断开充电电路，闭合高压断路器。这种方法虽然能够实现用低压电源对变频器的充电，但是存在着一些问题第一，由于整流 变压器整机的额定容量远大于其辅助绕组的额定容量，因此通过辅助绕组激磁时，稳态激 磁电流非常大，过大的激磁电流会在限流电阻上产生过大的电压降，如果选择较少的交流 接触器，每次旁路的电阻阻值较大，则每次旁路突加在辅助绕组上的电压较高，从而每次用 交流接触器旁路电阻时会对低压电源产生很大的冲击电流，同时也对功率单元中的直流电 容有一定的冲击，如果选择较多的交流接触器，则成本较高；第二，如果为了节省成本，省去 最后一级交流接触器，在断开充电电路前未旁路所有限流电阻，则考虑到电阻上的电压降， 预充电是不充分的，在高压上电时仍会有冲击电流；第三，由于过大的激磁电流使电阻严重 发热，因而此电路需要采用大功率电阻，体积大，成本高，效率低。
技术实现思路
本技术的主要目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种通过谐振式电路 产生激磁电流对变压器进行励磁的预充电电路，避免了变压器激磁电流对预充电的影响， 最大限度地降低了电路损耗，提高了系统效率，降低了系统成本，降低了上电过程对电网和 功率单元的冲击。本技术的技术目的是通过下述技术方案予以实现的一种谐振式高压变频器预充电电路，其特征在于，包括辅助绕组、三相电容器组、 限流电阻组、交流接触器和三相交流低压电源；所述辅助绕组设置在整流变压器的副边侧；所述三相电容器组的三个端一方面与 辅助绕组相连，另一方面通过所述限流电阻组与所述三相交流低压电源相连；在限流电阻 组与三相交流低压电源之间设置有交流接触器；所述三相电容器组由一个三相电容器构成或者由多个三相电容器相互并联构成； 所述每个三相电容器由三组单相电容器按照星型接法或者三角型接法相互连接构成；所述 每组单相电容器由一个或者多个单相电容器并联构成。所述的三相交流低压电源一般采用用户现场为高压变频器提供的380V控制电 源，在条件允许的情况下，尽量选择与高压变频器接入的高压电源相位相同的低压电源。所述三相电容器组的容抗与辅助绕组自感的感抗相匹配。所述限流电阻组可以替换为电感组。在所述辅助绕组与三相电容器组之间还可以设有第二交流接触器。本技术的有益效果是该谐振式预充电电路通过在辅助绕组与限流电阻组之 间并联有三相电容器组，使得该三相电容器组与辅助绕组上的各相线绕组形成LC振荡回 路，从而由三相电容器组与辅助绕组所形成的LC振荡回路对整流变压器产生激磁电流，避 免了因激磁电流在限流电阻上消耗较大功率而引起的电路消耗大，成本高，效率低等问题。附图说明图1为单元串联多电平高压变频器的结构；图2为典型的功率单元结构；图3为谐振式高压变频器预充电电路的电路图。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3是谐振式高压变频器预充电电路的电路图。如图所示，高压变频器的整流变 压器1包括有原边绕组2和副边绕组3。所述谐振式高压变频器预充电电路设置在整流变 压器1的副边侧，包括辅助绕组4、三相电容器组5、限流电阻组6、交流接触器7和三相交 流低压电源8。所述辅助绕组4设置在整流变压器的副边侧，与该原边绕组2相对应。所述三相 电容器组5由一个三相电容器构成或者由多个三相电容器相互并联构成。其中每个三相电 容器由三组单相电容器按照星型接法或者三角型接法相互连接构成。每组单相电容器由一 个或者多个单相电容器并联构成。所述三相电容器组5的三端分别与辅助绕组4的三相线 相对应，一方面与辅助绕组4相连，另一方面则通过限流电阻组6与三相交流低压电源8相 连。所述限流电阻组6由三个限流电阻构成，分别对应辅助绕组4的三个相线。在限流电 阻组6与三相交流低压电源8之间设置有交流接触器7，以控制该线路的断开或闭合。如上述结构的谐振式预充电电路相较于现有高压变频器的预充电电路其主要特 点是在辅助绕组4与限流电阻组6之间并联有三相电容器组5，使得该三相电容器组5与辅 助绕组4上的各相线绕组形成LC振荡回路。这样，在高压变频器进行预充电时就不再是由 三相交流低压电源通过限流电阻对整流变压器产生激磁电流，而是由三相电容器组5与辅 助绕组4所形成的LC振荡回路对整流变压器产生激磁电流。因此，通过本技术所设计 的谐振式预充电电路对整流变压器进行充电过程中，其实质流经限流电阻的激磁电流非常 小，这样就避免了前面所说的现有技术中对电阻功率要求大，成本高，效率低等问题。所述三相交流低压电源8 一般采用用户现场为高压变频器提供的380V控制电源。 该三相交流低压电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振式高压变频器预充电电路，其特征在于，包括：辅助绕组、三相电容器组、限流电阻组、交流接触器和三相交流低压电源；　　所述辅助绕组设置在整流变压器的副边侧；所述三相电容器组的三个端一方面与辅助绕组相连，另一方面通过所述限流电阻组与所述三相交流低压电源相连；在限流电阻组与三相交流低压电源之间设置有交流接触器；　　所述三相电容器组由一个三相电容器构成或者由多个三相电容器相互并联构成；所述每个三相电容器由三组单相电容器按照星型接法或者三角型接法相互连接构成；所述每组单相电容器由一个或者多个单相电容器并联构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马永健，
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]