描述了一种用于变速驱动器的转换器模块，其具有用于预充电的半导体器件。预充电电路包括多个切换模块，一个切换模块具有与第二半导体开关并联或串联连接的第一半导体开关。第二半导体开关在预充电操作期间被接通和断开，以限制进入直流线路的突入电流。在预充电操作之后，第二半导体开关被一直接通且像二极管一样起作用。第二半导体器件可以具有比主半导体器件低的最大额定电流。具有较低的额定电流的半导体器件经历与具有较高的额定电流的半导体器件相同的短路电流。具有较低的额定电流的半导体器件可以被供应以比具有较高的额定电流的半导体器件大的栅极-发射极电压，以平衡半导体器件之间的电流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变速驱动器
技术介绍
本申请总体涉及变速驱动器。更具体地，本申请涉及变速驱动器中的电子器件功率组件。变速驱动器(VSD)是一种能够通过控制供应至交流(AC)电动马达的电力的频率和电压来控制该马达的速度的系统。VSD可以被用于多种应用，例如用于大型建筑物的通风系统、泵以及机械工具驱动器。VSD包括多个级以向马达提供速度控制。VSD可以包括整流器或转换器级、直流线路(link)级以及逆变器级。整流器或转换器级一也被称为转换器一将来自交流电源的具有固定线频率、固定线电压的交流电力转换成直流电力。直流线路级——也被称为直流线路——对来自转换器的直流电力进行滤波，且通常包含大量的电容。最后，逆变器级——也被称为逆变器——与直流线路并联连接，并将来自直流线路的直流电力转换成具有可变 频率、可变电压的交流电力。当电力被施加至VSD时，直流线路电容器两端的电压一称为直流线路电压一从零上升至额定值。如果对直流线路电压的上升放任不管，则通过从交流电源汲取非常大的电流通过整流器并进入直流线路电容器，电压水平的上升将非常快地出现。被直流线路电容器汲取的大电流-称为突入电流(inrush current)-可以对VSD的部件造成损害。因此，为了使VSD的部件免遭突入电流的损害，直流线路电压从OV至额定电压的上升应受到控制。对直流线路电压的控制被称为电路的直流线路预充电操作或预充电。在一些采用对电容器的受控充电或预充电以限制突入电流的VSD应用中，转换器被布置为向直流线路提供预充电电流。这些半导体器件——诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)或用于对交流线电压进行整流的其他类型的功率开关或晶体管——的导通受到控制，以在VSD的预充电操作期间仅让小脉冲的突入电流流过。在预充电过程中用于控制突入电流的半导体器件通常此后一直被接通。仅在预充电过程中被使用的这些半导体器件可以具有小于主半导体器件的最大额定电流的最大额定电流。在转换器的输入或逆变器的输出上出现故障或短路状况时，转换器可能遭受有害的或破坏性的电流。这些缘于故障或短路的有害的或破坏性的电流可以损害VSD的部件或整个VSD。因此，期望在短路状况期间对VSD提供保护，以防止损坏转换器的半导体器件以及配电系统和VSD的其他部件。在转换器中使用具有较低的最大额定电流的辅助半导体器件连同具有较高的额定电流的主半导体器件，对在短路或故障事件期间安全断开造成问题。需要一种方案来提高这样的变速驱动器在短路或故障事件期间的可靠性。
技术实现思路
一个实施方案涉及一种用于变速驱动器的转换器模块，该转换器模块具有多个切换模块，所述多个切换模块中的一个切换模块具有与第二半导体开关并联或串联连接的第一半导体开关，所述第二半导体开关在所述变速驱动器的预充电操作期间被可控地切换，以限制进入直流线路的突入电流。所述第二半导体开关的最大额定电流小于所述第一半导体开关的最大额定电流。另一个实施方案涉及一种变速驱动器，该变速驱动器具有转换器，所述转换器连接至提供输入交流电力的交流电源。所述转换器将固定的输入交流电压转换成直流电压。所述变速驱动器还包括直流线路，所述直流线路连接至所述转换器。所述直流线路对所述直流电压进行滤波并储存来自所述转换器的能量。所述变速驱动器还包括逆变器，所述逆变器连接至所述直流线路。所述逆变器将来自所述直流线路的直流电压转换成具有可变电压和可变频率的输出电力。所述转换器具有预充电电路，所述预充电电路具有多个切换模块，所述多个切换模块中的一个切换模块包括与第二半导体开关并联或串联连接的第一半导体开关。所述第二半导体开关在所述变速驱动器的预充电操作期间被可控地切换，以限制进入所述直流线路的突入电流。所述第二半导体开关的最大额定电流小于所述第一半导体开关的最大额定电流。又一个实施方案涉及一种用于系统的驱动器，该驱动器具有变速驱动器。所述变速驱动器接收具有固定的输入交流电压和固定的输入频率的输入交流电力，并提供具有可变电压和可变频率的输出电力。所述可变电压的最大电压在量值上大于所述固定的输入交流电压，且所述可变频率的最大频率大于所述固定的输入频率。所述变速驱动器包括转换器，所述转换器连接至提供输入交流电力的交流电源。所述转换器将所述固定的输入交流电压转换成直流电压。所述变速驱动器还包括直流线路，所述直流线路连接至所述转换器。所述直流线路对所述直流电压进行滤波并储存来自所述转换器的能量。所述变速驱动器还包括逆变器，所述逆变器连接至所述直流线路。所述逆变器将来自所述直流线路的直流电压转换成具有可变电压和可变频率的输出电力。所述转换器具有预充电电路，所述预充电电路具有多个切换模块，所述多个切换模块中的一个切换模块包括与第二半导体开关并联或串联连接的第一半导体开关。所述第二半导体开关在所述变速驱动器的预充电操作期间被可控地切换，以限制进入所述直流线路的突入电流。所述第二半导体开关的最大额定电流小于所述第一半导体开关的最大额定电流。附图说明 图I示出了商用环境中的加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统的一个示例性实施方案。图2图解示出了 VSD系统配置的一个示例性实施方案。图3图解示出了具有多个马达的VSD系统配置的一个示例性实施方案。图4图解了 VSD系统的一个不例性实施方案。图5图解示出了具有多个逆变器的VSD系统的一个示例性实施方案。图6图解不出了蒸气压缩系统的一个不例性实施方案。图7和图8示意性示出了 VSD系统的一个示例性实施方案的电路图。图9和图10不意性不出了 VSD系统的另Iv不例性实施方案的电路图。图11示出了用于有源(active)转换器IGBT切换模块的双极结型晶体管(BJT)驱动器板的一个示例性实施方案，其供用在图9所示的转换器配置中。具体实施例方式图I示出了用于商用背景的建筑物12中的加热、通风、空气调节系统(HVAC系统)10的一个示例性环境。系统10可以包括被纳入蒸气压缩系统14中的压缩机，该蒸气压缩系统可以供应被用来冷却建筑物12的冷液体(chilled liquid)。系统10还可以包括锅炉16，其被用来加热建筑物12 ;以及，空气分配系统，其使空气循环通过建筑物12。该空气分配系统可以包括空气返回管18、空气供应管20和空气处理机22。空气处理机22可以包括热交换器，该热交换器通过管道24连接至锅炉16和蒸气压缩系统14。空气处理机22中的热交换器可以接收来自锅炉16的热液体(heated liquid)或来自蒸气压缩系统14的冷液体，取决于系统10的运行模式。系统10被示为在建筑物12的每个楼层上具有单独的空气处理机，但应认识到，这些部件可以在各个楼层之间共享。图2和图3例示了包括变速驱动器(VSD)28的系统配置，其可以被用于向HVAC系统10提供动力。AC电源26给VSD 28供电，VSD 28给一个马达30(见图2)或多个马达30(见图3)提供动力。该一个或多个马达30可以被用来驱动HVAC、制冷或冷却系统10的相应的压缩机38 (总体见图6)。交流电源26从场所中存在的AC电网或配电系统向VSD 28·提供单相或多相(例如三相)的、具有固定电压和固定频率的AC电力。AC电源26优选地可以向VSD 28提供线频率为50Hz或60Hz的200V、230本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：S·阿蒂加曼诺，M·S·托德，I·杰德瑞克，
申请(专利权)人：江森自控科技公司，
类型：
国别省市：
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