一种小冲击电流的低电压换流器软启动电路的制作方法

本实用新型涉及基于电力电子技术的低压换流器应用拓扑技术领域，尤其是一种小冲击电流的低电压换流器软启动电路。

背景技术：

近些年来，随着电力电子技术的飞速发展，在低压三相配电系统中，三相两电平电压源型换流器拓扑作为应用最为典型的电路拓扑，在各种电力电子技术的应用场合中得到了最为广泛的应用，而此类基于三相两电平电压源型换流器的电力电子装置，在正常工作之前都需要通过交流系统对装置的直流电容进行预充电，待直流侧电容充电至额定直流电压后，装置才可以开始正常逆变工作，实现各类电力电子装置预先设定的功能，目前常用的方法是在装置的三相交流出口与系统电源之间每相各串联一个软启动电阻，每个电阻两端并联一个旁路开关，构成装置的软启动电路，但是实现软启动电路方案，其电路上至少需要三个软启动电阻、一个三相交流断路器作为旁路开关来实现，这无形中增加了装置的制造成本，影响了装置的大规模推广；此外，由于软启动电阻的阻值需要综合考虑装置接入系统时所产生的冲击电流以及交流系统对直流电容的充电时间这对矛盾，在这二者之间进行折中选取，因此采用该方案进行启动，还是难以避免的会产生一定的冲击电流，对交流系统及装置自身的器件产生一定的冲击，如图2。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种小冲击电流的低电压换流器软启动电路，具备结构简单、可靠性高，且具有较小冲击电流，适用于低压配电网的三相换流器软启动电路的特点，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种小冲击电流的低电压换流器软启动电路，包括软启动电路、直流母线正极DC+、直流电容C、限流电阻R、IGBT模块T和单极直流断路器KM，所述软启动电路设置在直流母线正极DC+与直流电容C之间，软启动电路串接于直流母线正极DC+和直流电容C之间，所述软启动电路内含限流电阻R、IGBT模块T和单极直流断路器KM三个元件，限流电阻R和IGBT模块T串联连接，限流电阻R和IGBT模块T均与单极直流断路器KM并联连接，单极直流断路器KM与限流电阻R的公共连接端设置为软启动电路的输入端，单极直流断路器KM与IGBT模块T的公共连接端设置为软启动电路的输出端，所述软启动电路的输出端与直流电容C连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述软启动电路安装于低电压换流器三相两电平换流器的直流侧，串接于直流电容C和直流母线的两端，软启动电路的输入端与直流母线正极DC+相连，软启动电路的输出端与直流电容C的正极相连。

作为本实用新型进一步的方案：所述软启动电路在充电过程中，通过调节IGBT模块T触发脉冲的占空比，控制IGBT模块T在充电过程中的通断时间。

作为本实用新型进一步的方案：所述软启动电路适用于低压配电系统中以三相两电平换流器作为应用电路的各种电力电子装置。

作为本实用新型进一步的方案：所述软启动电路中的IGBT模块T由反并联二极管共同封装。

与现有技术相比，本实用新型有益效果：

本小冲击电流的低电压换流器软启动电路，软启动电路安装于低电压换流器三相两电平换流器的直流侧，串接于直流电容和直流母线的两端，软启动电路的输入端与直流母线正极DC+相连，软启动电路的输出端与直流电容正极相连，软启动电路内含限流电阻R、IGBT模块T和单极直流断路器KM三个元件，限流电阻R和IGBT模块T串联连接，限流电阻R和IGBT模块T均与单极直流断路器KM并联连接，软启动电路在充电过程中，通过调节IGBT模块T触发脉冲的占空比，控制IGBT模块T在充电过程中的通断时间，增强了装置在充电过程的可控性，也进一步减小了装置在直流侧直流电容C充电过程中可能产生的冲击电流，在保护装置自身运行安全的同时，也减轻了装置在启动过程中对系统的影响，软启动电路中串联的限流电阻R限制了充电过程中电压和电流的上升斜率，实现了对直流电容C及IGBT模块T的保护，使得装置的运行可靠性进一步增强。

附图说明

图1为本实用新型的小冲击电流低电压换流器软启动电路图；

图2为本实用新型的常规换流器软启动电路。

图中：1-软启动电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型实施例中，一种小冲击电流的低电压换流器软启动电路，包括软启动电路1、直流母线正极DC+、直流电容C、限流电阻R、IGBT模块T和单极直流断路器KM，软启动电路1设置在直流母线正极DC+与直流电容C之间，软启动电路1安装于低电压换流器三相两电平换流器的直流侧，串接于直流电容C和直流母线正极DC+两端，软启动电路1的输入端与直流母线正极DC+相连，软启动电路1的输出端与直流电容C正极相连，软启动电路1串接于直流母线正极DC+和直流电容C之间，软启动电路1内含限流电阻R、IGBT模块T和单极直流断路器KM三个元件，软启动电路1中的IGBT模块T由反并联二极管共同封装，限流电阻R和IGBT模块T串联连接，限流电阻R和IGBT模块T均与单极直流断路器KM并联连接，软启动电路1内部组成元器件大大减少，降低了制造成本，更易于应用推广，电路结构简单，提高了整个装置的运行可靠性，引入IGBT模块T提高整个装置的可控性，软启动电路1在充电过程中，通过调节IGBT模块T触发脉冲的占空比，控制IGBT模块T在充电过程中的通断时间，增强了装置在充电过程的可控性，也进一步减小了装置在直流侧直流电容C充电过程中可能产生的冲击电流，在保护装置自身运行安全的同时，也减轻了装置在启动过程中对系统的影响，软启动电路1中串联的限流电阻R限制了充电过程中电压和电流的上升斜率，实现了对直流电容C及IGBT模块T的保护，使得装置的运行可靠性进一步增强，单极直流断路器KM与限流电阻R的公共连接端设置为软启动电路1的输入端，单极直流断路器KM与IGBT模块T的公共连接端设置为软启动电路1的输出端，软启动电路1的输出端与直流电容C连接，软启动电路1适用于低压配电系统中以三相两电平换流器作为应用电路的各种电力电子装置，三相两电平换流器接入三相交流系统前，单极直流断路器KM断开，IGBT模块T处于闭锁状态，待三相两电平换流器接入交流系统后，单极直流断路器KM仍保持断开状态，IGBT模块T通过调节所输入PWM脉冲的占空比来调节充电电流的大小，减小直流电容C充电所带来的冲击电流，提高了换流器整体运行的可靠性，待直流电容C电压充到设定电压后，IGBT模块T闭锁，单极直流断路器KM闭合将充电支路旁路，从而完成换流器的软启动过程。

综上所述：本小冲击电流的低电压换流器软启动电路，软启动电路1安装于低电压换流器三相两电平换流器的直流侧，串接于直流电容和直流母线的两端，软启动电路1的输入端与直流母线正极DC+相连，软启动电路1的输出端与直流电容正极相连，软启动电路1内含限流电阻R、IGBT模块T和单极直流断路器KM三个元件，限流电阻R和IGBT模块T串联连接，限流电阻R和IGBT模块T均与单极直流断路器KM并联连接，单极直流断路器KM与限流电阻R的公共连接端设置为软启动电路1的输入端，软启动电路1在充电过程中，通过调节IGBT模块T触发脉冲的占空比，控制IGBT模块T在充电过程中的通断时间，增强了装置在充电过程的可控性，也进一步减小了装置在直流侧直流电容C充电过程中可能产生的冲击电流，在保护装置自身运行安全的同时，也减轻了装置在启动过程中对系统的影响，软启动电路1中串联的限流电阻R限制了充电过程中电压和电流的上升斜率，实现了对直流电容C及IGBT模块T的保护，使得装置的运行可靠性进一步增强。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。