一种适于限流的三相全控整流装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种可防止在三相全控整流桥与交流母线合闸瞬间造成器件损坏的适于限流的三相全控整流装置，其包括：三相全控整流桥、直流滤波电容、三相桥式逆变器和CPU单元；所述三相全控整流桥的交流输入端设有电流互感器，直流滤波电容的正、负极之间设有与所述CPU单元相连的电压传感器；其特征在于：在三相全控整流桥的任意两个交流输入端中的分别串接一软充电电路；该软充电电路包括：晶闸管、与该晶闸管并联的限流电阻。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及三相全控整流的
，具体是一种适于限流的三相全控整流装置及其整流限流方法。
技术介绍
图1为背靠背三相桥式变流器，其主体部分由三相桥式整流器(即三相全控整流桥A)、直流滤波电容C、三相桥式逆变器B组成，此外还包括熔断器F等辅助机构。三相桥式整流器由IGBT模块(T1 T6)构成。如图2所示，在三相全控整流桥A与交流母线合闸瞬间，一方面，由于直流滤波电容C的电压不能突变，且初始电压为0，另一方面，由于直流滤波电容C两端的直流电压ud。 尚未建立，因此IGBT模块(T1 T6)不可控。基于上述原因，上电之初，交流电是通过所述 IGBT模块(T1 T6)中的续流二极管进行不控整流，由于整个流通回路的阻抗较小，而压差很大，易形成较大的短路冲击电流，此时相当于将三相全控整流桥A短路。由于成本问题， 不会按此瞬时冲击电流确定功率单元构成部件。但若不进行处理，又必然造成器件损坏。此外，要使得三相全控整流桥A工作在可控整流阶段，所述直流电压ud。仍然需要进行充电抬升，此时需要将IGBT模块进行解锁，以进行高功率因数整流，继续对直流滤波电容C进行充电和稳压。问题出现在解锁充电的瞬间，流经三相全控整流桥A的交流电流幅值陡增数十倍，且直流电压ud。也出现过充和振荡稳定过程，如图4所示。此刻的交流电流对所述IGBT模块构成了严重威胁。因此，在三相全控型整流过程中，从不控整流解锁切换至可控整流阶段时，会出现大幅度过流失控的情况，对功率器件构成了严重威胁。原因分析IGBT解锁软充电电路瞬间，软充电环节两个晶闸管Tr已导通，其影响可忽略。假设此时交流侧a相电压最高，uab、ua。均大于0，如图5所示，由于同一桥臂的两个IGBT (T1和T2、 T3和T4、T5和T6)导通和关断的逻辑互反(防止同一桥臂两个IGBT同时导通时造成的直流侧短路)，故假设此时a相桥臂T2截止，则T1通过IGBT的续流二极管导通，如图5所示，若 b相桥臂两管状态由T4导通切换至T3导通，则将出现交流侧通过T1和T3发生短路的现象； 同理，c相桥臂T5导通时，T1和T5发生短路的现象，则电流ia将突增；若a相桥臂T2导通， 当T4、T6由断切至通时，同样会出现电流ia大增现象，如图6所示。如何解决上述技术问题，是本领域的技术难题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种可防止在三相全控整流桥与交流母线合闸瞬间造成器件损坏的适于限流的三相全控整流装置，并提供一种适于在三相全控型整流过程中，从不控整流解锁切换至可控整流阶段时，防止出现大幅度过流失控的整流限流方法。为解决在三相全控整流桥与交流母线合闸瞬间造成器件损坏的技术问题，本技术提供了一种适于限流的三相全控整流装置，其包括三相全控整流桥A、直流滤波电容C、三相桥式逆变器B和CPU单元；三相全控整流桥A的直流输出端与直流滤波电容C的两端及三相桥式逆变器B的直流电源输入端相连；CPU单元与三相全控整流桥A的整流控制端及三相桥式逆变器B的逆变控制端相连；所述三相全控整流桥A的交流输入端设有与所述CPU单元相连的电流互感器，直流滤波电容C的正、负极之间设有与所述CPU单元相连的电压传感器；其特征在于在三相全控整流桥A的任意两个交流输入端中的分别串接一软充电电路D ；该软充电电路D包括晶闸管Tr、与该晶闸管Tr并联的限流电阻R，晶闸管Tr 的门极与所述CPU单元相连。进一步，所述三相全控整流桥A包括三组IGBT单元，各组IGBT单元包括上、下 IGBT模块，各IGBT模块包括IGBT和续流二极管，该续流二极管的阳极接IGBT的发射极， 续流二极管的阴极接IGBT的集电极，各IGBT的栅极即为所述三相全控整流桥A的整流控制端；上IGBT模块中的IGBT的发射极接下IGBT模块中的IGBT的集电极；各上IGBT模块中的IGBT的集电极接所述直流滤波电容C的正极，各下IGBT模块中的IGBT的发射极接所述直流滤波电容C的负极；各组IGBT单元中的上、下IGBT模块的接点分别与三相交流电源中的一相相连。本技术具有积极的效果(1)本技术的适于限流的三相全控整流装置及其整流限流方法工作时，当CPU单元通过所述电流互感器测得三相全控整流桥A的交流输入端接通三相交流电源时，CPU单元控制各晶间管Tr和各IGBT模块中的IGTB截止，三相全控整流桥A处于不控整流状态；交流电源经所述限流电阻R和三相全控整流桥A中各IGBT 模块中的续流二极管对直流滤波电容C进行预充电；由于电阻R的存在，限制了过冲电流； 当CPU单元通过所述电压传感器测得直流滤波电容C两端的直流电压ud。稳定后，CPU单元触发各晶闸管Tr导通，以旁路所述限流电阻R。此时由于所述直流电压ud。存在一定的初始电压，三相全控整流桥A两侧的压差较小，从而使直流滤波电容C的充电电流相对较小，故而适于避免在三相全控整流桥与交流母线合闸瞬间造成器件损坏。(2)为解决在三相全控型整流过程中，从不控整流解锁切换至可控整流阶段时出现大幅度过流失控的技术问题， 本技术采用了三相全控整流限流策略，该策略不仅可有效地限制三流三相充电电流， 并且可对电容器进行平稳充电，防止其振荡过程。附图说明为了使本技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明，其中图1为实施例中的背靠背三相全控桥变流器拓扑结构示意图。图2为所述三相全控整流桥装置的结构示意图。图3为带软充电电路的三相全控整流桥装置的结构示意图。图4为在采用软充电电路进行软充电时的三相全控整流桥的整流过程，其中，波段1为带限流电阻的不控整流阶段；波段2为软充电电路中的晶闸管导通时不控整流阶段； 波段3为可控整流阶段。图5为三相全控桥整流过程的示意图，其中，由于IGBT模块T3和T5中的IGBT导通，导致a相与b相、a相与c相之间发生短路。图6为无限流策略时的可控整流波形(解锁过程)图。图7为带限流策略的可控整流波形(解锁过程)图。图8为三相全控整流桥的驱动逻辑的切换图。具体实施方式见图1，本实施例的适于限流的三相全控整流装置包括三相全控整流桥A、直流滤波电容C、三相桥式逆变器B和CPU单元；三相全控整流桥A的直流输出端与直流滤波电容C的两端及三相桥式逆变器B的直流电源输入端相连；CPU单元与三相全控整流桥A的整流控制端及三相桥式逆变器B的逆变控制端相连；所述三相全控整流桥A的交流输入端设有与所述CPU单元相连的电流互感器，直流滤波电容C的正、负极之间设有与所述CPU单元相连的电压传感器。在三相全控整流桥A的任意两个交流输入端中的分别串接一软充电电路D ；该软充电电路D包括晶闸管Tr、与该晶闸管Tr并联的限流电阻R。所述三相全控整流桥A包括三组IGBT单元，各组IGBT单元包括上、下IGBT模块， 各IGBT模块包括IGBT和续流二极管，该续流二极管的阳极接IGBT的发射极，二极管的阴极接IGBT的集电极，各IGBT的栅极即为所述三相全控整流桥A的整流控制端；上IGBT模块中的IGBT的发射极接下IGBT模块中的IGBT的集电极；各上IGBT模块中的IGBT的集电极接所述直流滤波电容C的正极，各下IGBT模块中的IGBT的发射极接所述直流滤波电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种适于限流的三相全控整流装置，包括：三相全控整流桥（Ａ）、直流滤波电容（Ｃ）、三相桥式逆变器（Ｂ）和ＣＰＵ单元；三相全控整流桥（Ａ）的直流输出端与直流滤波电容（Ｃ）的两端及三相桥式逆变器（Ｂ）的直流电源输入端相连；ＣＰＵ单元与三相全控整流桥（Ａ）的整流控制端及三相桥式逆变器（Ｂ）的逆变控制端相连；所述三相全控整流桥（Ａ）的交流输入端设有与所述ＣＰＵ单元相连的电流互感器，直流滤波电容（Ｃ）的正、负极之间设有与所述ＣＰＵ单元相连的电压传感器；其特征在于：在三相全控整流桥（Ａ）的任意两个交流输入端中的分别串接一软充电电路（Ｄ）；该软充电电路（Ｄ）包括：晶闸管（Ｔｒ）、与该晶闸管（Ｔｒ）并联的限流电阻（Ｒ），晶闸管（Ｔｒ）的门极与所述ＣＰＵ单元相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨振宇，
申请(专利权)人：江苏省电力公司常州供电公司，
类型：实用新型
国别省市：32