级联型高压变频器预充电电路及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种级联型高压变频器预充电电路及其控制方法，级联型高压变频器预充电电路包括电网、变压器，变压器一次侧包括三个相，三个相分别与电网电气连接，还包括电阻、第一开关、第二开关，电阻与第一开关相并联，变压器一次侧的三个相中有一个相与电网通过导线连接，电阻和第二开关分别设置在变压器一次侧的三个相中剩余两个相与电网之间。在接通高压电之前，断开第一开关和第二开关，接通高压电后，级联型高压变频器中与电网相连的两相给级联型高压变频器预充电，电阻起到限流作用，减小了预充电电流，保证了设备的安全，同时，相对于一般的变频器而言，本发明的级联型高压变频器体积更小，需要的预充电电路更加简单。
【专利说明】级联型高压变频器预充电电路及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种变频器装置【技术领域】，特别是涉及级联型高压变频器预充电电路及其控制方法。
【背景技术】
[0002]级联型高压变频器，采用单元体串联技术，具有运行稳定、无谐波、直接高压输出等特点，在国内外获得了广泛的应用。
[0003]级联型高压变频器一般包括变压器、单元体及控制器，如图1所示，变频器的每一相都是由多个功率单元经过移相串联而成，其中单元体采用交直交变换电路，中间通过电容进行滤波，如图2所示，给级联型高压变频器通电时，该电容将会出现一个很大的预充电电流，容易损坏电容，一般的级联型高压变频器，会在每个单元体的整流桥和电容之间设置一个预充电电阻及与该预充电电阻并联的旁路开关，预充电电阻在级联型高压变频器通电时起到限流的作用，防止电容损坏，但是，在级联型高压变频器的系统中，通常包括有十几个甚至更多的单元体，每个单元体都需要设置一个预充电电阻及其旁路开关，这样就会导致级联型高压变频器的体积很大，成本也很高，在控制时也很不方便。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低廉的级联型高压变频器预充电电路。
[0005]本发明还有一个目的是提供一种操控简单、成本低廉的级联型高压变频器预充电电路的控制方法。
[0006]为了实现本发明的目的，采取的技术方案是:
[0007]—种级联型高压变频器预充电电路，包括电网、变压器，变压器一次侧包括三个相，三个相分别与电网电气连接，还包括电阻、第一开关、第二开关，电阻与第一开关相并联，变压器一次侧的三个相中有一个相与电网通过导线连接，电阻和第二开关分别设置在变压器一次侧的三个相中剩余两个相与电网之间。
[0008]在接通高压电之前，断开第一开关和第二开关，级联型高压变频器一次侧仅有两相与电网相连，其中一相通过导线与电网直接相连，另一项通过电阻与电网相连，接通高压电后，级联型高压变频器中与电网相连的两相给级联型高压变频器预充电，电阻起到限流作用，通过这种方式，减小了预充电电流，保证了设备的安全使用，同时，整个级联型高压变频器只需使用一个起限流作用的电阻以及两个控制开关，相对于一般的级联型高压变频器而言，本发明的级联型高压变频器体积更小，需要的预充电电路更加简单，降低了成本，控制时也更加方便。
[0009]下面对技术方案进一步说明:
[0010]优选的是，所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，电阻和第一开关设置在网侧第一相与电网之间，第二开关设置在网侧第二相与电网之间，网侧第三相与电网通过导线连接。
[0011]优选的是，所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，电阻和第一开关设置在网侧第一相与电网之间，网侧第二相与电网之间通过导线连接，第二开关设置在网侧第三相与电网之间。
[0012]优选的是，所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，第二开关设置在网侧第一相与电网之间，电阻和第一开关设置在网侧第二相与电网之间，网侧第三相与电网之间通过导线连接。
[0013]优选的是，所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，第二开关设置在网侧第一相与电网之间，网侧第二相与电网之间通过导线连接，电阻和第一开关设置在网侧第三相与电网之间。
[0014]优选的是，所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，网侧第一相与电网之间通过导线连接，电阻和第一开关设置在网侧第二相与电网之间，第二开关设置在网侧第三相与电网之间。
[0015]优选的是，所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，网侧第一相与电网之间通过导线连接，第二开关设置在网侧第二相与电网之间，电阻和第一开关设置在网侧第三相与电网之间。
[0016]本发明还提供一种级联型高压变频器预充电电路的控制方法，包括以下步骤:接通控制电源，在待机状态下，断开第一开关和第二开关，在保持第一开关、第二开关处于断开状态时接通高压电，经过时间T，闭合第一开关和第二开关，预充电完成。
[0017]在接通高压电之前保持第一开关、第二开关处于断开状态，接通高压电后，经过T时间再闭合第一开关、第二开关，这种方式能保证设备进行安全的预充电，经过时间T后，预充电电流降低到一个安全的值，这时就能闭合第一开关、第二开关，预充电完成。
[0018]优选的是，当单元体中的电容电压达到额定电压60%_80%时，闭合第一开关和第二开关。当单元体中的电容电压达到额定电压60%-80%时，预充电电流就会下降到一个相对安全的值，这时闭合第一开关、第二开关，预充电完成。
[0019]优选的是，当单元体中的电容电压达到额定电压70%时，闭合第一开关和第二开关。
[0020]本发明的优点是:
[0021]本发明的级联型高压变频器预充电电路及其控制方法，在接通高压电之前，断开第一开关和第二开关，级联型高压变频器一次侧仅有两相与电网相连，其中一相通过导线与电网直接相连，另一项通过电阻与电网相连，接通高压电后，级联型高压变频器中与电网相连的两相给级联型高压变频器预充电，电阻起到限流作用，通过这种方式，减小了预充电电流，保证了设备的安全使用，同时，整个级联型高压变频器只需使用一个起限流作用的电阻以及两个控制开关，相对于一般的级联型高压变频器而言，本发明的级联型高压变频器体积更小，需要的预充电电路更加简单，降低了成本，控制时也更加方便。
[0022]本发明的级联型高压变频器有三个相，三个相中有一个相与电网相对应的相之间通过导线连接，其余两个相与电网相对应的相之间分别设置电阻和第二开关，由于级联型高压变频器三个相是等效的，电阻、第二开关、直接通过导线连接可以有六种情况，上述六种情况均能保证设备达到安全的预充电过程，用户可以根据不同的需要，选择在不同的相之间设置电阻、第二开关、导线。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是级联型高压变频器的示意图；
[0024]图2是级联型高压变频器中单元体的示意图；
[0025]图3是本发明中级联型高压变频器预充电电路的示意图；
[0026]图4是本发明中级联型高压变频器预充电电路的控制方法的框图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明:
[0028]参阅图1-3，在本发明的实施例中，一种级联型高压变频器预充电电路，包括电网、变压器，变压器一次侧包括三个相，三个相分别与电网电气连接，还包括电阻R、第一开关KMl、第二开关KM2,电阻R与第一开关KMl相并联,变压器一次侧的三个相中有一个相与电网通过导线连接，电阻R和第二开关KM2分别设置在变压器一次侧的三个相中剩余两个相与电网之间。
[0029]在接通高压电之前，断开第一开关KMl和第二开关KM2，级联型高压变频器一次侧仅有两相与电网相连，其中一相通过导线与电网直接相连，另一项通过电阻R与电网相连，接通高压电后，级联型高压变频器中与电网相连的两相给级联型高压变频器预充电，电阻R起到限流作用，通过这种方式，减小了预充电电流，保证了设备的安全使用，同时，整个级联型高压变频器只需使用一个起限流作用的电阻R以及两个控制开关，相对于一般的级联型高压变频器而言，本发明的级联型高压变频器体积更小，需要的预充电电路更加简单，降低了成本，控制时也更加方便。
[0030]实施例1:
[0031]所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，电阻R和第一开关KMl设置在网侧第一相与电网之间，第二开关KM2设置在网侧第二相与电网之间，网侧第三相与电网通过导线连接。
[0032]实施例2:
[0033]所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，电阻R和第一开关KMl设置在网侧第一相与电网之间，网侧第二相与电网之间通过导线连接，第二开关KM2设置在网侧第三相与电网之间。
[0034]实施例3:
[0035]所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，第二开关KM2设置在网侧第一相与电网之间，电阻R和第一开关KMl设置在网侧第二相与电网之间，网侧第三相与电网之间通过导线连接。
[0036]实施例4:
[0037]所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，第二开关KM2设置在网侧第一相与电网之间，网侧第二相与电网之间通过导线连接，电阻R和第一开关KMl设置在网侧第三相与电网之间。
[0038]实施例5:[0039]所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，网侧第一相与电网之间通过导线连接，电阻R和第一开关KMl设置在网侧第二相与电网之间，第二开关KM2设置在网侧第三相与电网之间。
[0040]实施例6:
[0041]所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，网侧第一相与电网之间通过导线连接，第二开关KM2设置在网侧第二相与电网之间，电阻R和第一开关KMl设置在网侧第三相与电网之间。
[0042]如图3、4所示，本发明还提供一种级联型高压变频器预充电电路的控制方法，包括以下步骤:接通控制电源，在待机状态下，断开第一开关KMl和第二开关KM2，在保持第一开关KMl、第二开关KM2处于断开状态时接通高压电，经过时间T，闭合第一开关KMl和第二开关KM2，预充电完成。
[0043]在接通高压电之前保持第一开关KM1、第二开关KM2处于断开状态，接通高压电后，经过T时间再闭合第一开关KM1、第二开关KM2，这种方式能保证设备进行安全的预充电，经过时间T后，预充电电流降低到一个安全的值，这时就能闭合第一开关KM1、第二开关KM2，预充电完成。
[0044]当单元体中的电容电压达到额定电压60%_80%时，尤其是70%时，闭合第一开关KMl和第二开关KM2。当单元体中的电容电压达到额定电压60%-80%时，预充电电流就会下降到一个相对安全的值，这时闭合第一开关、第二开关，预充电完成。
[0045]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种级联型高压变频器预充电电路，包括电网、变压器，变压器一次侧包括三个相，三个相分别与电网电气连接，其特征在于，还包括电阻、第一开关、第二开关，电阻与第一开关相并联，变压器一次侧的三个相中有一个相与电网通过导线连接，电阻和第二开关分别设置在变压器一次侧的三个相中剩余两个相与电网之间。
2.根据权利要求1所述的级联型高压变频器预充电电路，其特征在于，所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，电阻和第一开关设置在网侧第一相与电网之间，第二开关设置在网侧第二相与电网之间，网侧第三相与电网通过导线连接。
3.根据权利要求1所述的级联型高压变频器预充电电路，其特征在于，所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，电阻和第一开关设置在网侧第一相与电网之间，网侧第二相与电网之间通过导线连接，第二开关设置在网侧第三相与电网之间。
4.根据权利要求1所述的级联型高压变频器预充电电路，其特征在于，所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，第二开关设置在网侧第一相与电网之间，电阻和第一开关设置在网侧第二相与电网之间，网侧第三相与电网之间通过导线连接。
5.根据权利要求1所述的级联型高压变频器预充电电路，其特征在于，所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，第二开关设置在网侧第一相与电网之间，网侧第二相与电网之间通过导线连接，电阻和第一开关设置在网侧第三相与电网之间。
6.根据权利要求1所述的级联型高压变频器预充电电路，其特征在于，所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，网侧第一相与电网之间通过导线连接，电阻和第一开关设置在网侧第二相与电网之间，第二开关设置在网侧第三相与电网之间。
7.根据权利要求1所述的级联型高压变频器预充电电路，其特征在于，所述变压器一次侧的三个相分别为网侧第一相、网侧第二相、网侧第三相，网侧第一相与电网之间通过导线连接，第二开关设置在网侧第二相与电网之间，电阻和第一开关设置在网侧第三相与电网之间。
8.一种级联型高压变频器预充电电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤:接通控制电源，在待机状态下，断开第一开关和第二开关，在保持第一开关、第二开关处于断开状态时接通高压电，经过时间T，闭合第一开关和第二开关，预充电完成。
9.根据权利要求8所述的级联型高压变频器预充电电路的控制方法，其特征在于，当功率单元中的电容电压达到额定电压60%-80%时，闭合第一开关和第二开关。
【文档编号】H02M1/36GK103441663SQ201310377417
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】邱培春, 孙开发, 许贤昶, 袁俊波, 刘卫军 申请人:广州智光电气股份有限公司, 广州智光电机有限公司