一种变流器及其过流过压保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种变流器及其过流过压保护方法。
【背景技术】
[0002]为防止由于过流过压导致开关器件损坏，合理完善的过流过压保护方法十分重要。现有变流器都采用比较简单的保护方法，即超过或等于某单一保护限值，则封锁变流器开关管的驱动脉冲；低于保护限值，则释放变流器开关管驱动脉冲。这种单一限值的保护方法很难应用于实际产品，特别是大功率牵引变流器。因为大功率牵引变流器开关频率较低，更容易出现瞬时电流电压过冲。在这种情况下，如果设置的保护限值过高则无法保护开关器件，而如果设置的保护限值过低则会导致变流器频繁退出工作，从而降低了产品可用性。
【发明内容】
[0003]由于现有技术上述的缺陷，本发明提供一种变流器，包括:主电路和保护电路；所述主电路包括多相电路，每相电路包括多个开关，每个开关可以经控制导通或关闭；以及所述保护电路检测所述主电路的一个或多个相电流，并将其与预设的至少三个电流限值进行比较，当所述电流超过或等于不同电流限值时，保护电路将封锁不同的开关；并且被超过或等于的所述电流限值越高，封锁的开关器件越多。
[0004]如上所述变流器，其中所述主电路还包括过压抑制支路，所述过压抑制支路与主电路的直流母线并联，其包括开关和电阻，开关可以经控制导通或关闭；以及所述保护电路检测直流母线电压值，并将其与预设的至少三个电压限值进行比较，当直流母线电压超过或等于不同电压限值时，保护电路将封锁不同的开关；并且被超过或等于的所述电压限值越尚，封锁的开关器件越多。
[0005]如上所述变流器，其中所述开关为带反并联二极管的单向导通全控型开关器件或多个串联或并联的带反并联二极管的单向导通全控型开关器件。
[0006]如上所述变流器，其中，所述保护电路经配置，当主电路各相电流和/或直流母线电压超过或等于不同限值时，将在下一个或多个周期或立即封锁开关的驱动脉冲。
[0007]如上所述变流器，其中，所述保护电路经设置以执行以下一个或多个动作:
[0008]当主电路的某相电流超过或等于第二限值，则封锁该相的部分开关，直到该相电流低于第二限值；
[0009]当主电路的某相电流超过或等于第三限值，则封锁该相的部分开关，直到该相电流低于第一限值；以及
[0010]当主电路的某相电流超过或等于第四限值，则封锁变流器所有相的开关，直到该相电流低于第一限值；
[0011]其中，第一限值〈第二限值〈第三限值〈第四限值。
[0012]如上所述变流器，其中，所述保护电路经设置以执行以下一个或多个动作:
[0013]当主电路的某相电流超过或等于第三限值，则封锁该相的部分开关，直到该相电流低于第一限值；以及
[0014]当主电路的某相电流超过或等于第四限值，则封锁变流器所有相的开关，直到该相电流低于第一限值；
[0015]其中，第一限值〈第三限值〈第四限值。
[0016]如上所述变流器，其中，所述保护电路经设置以执行以下一个或多个动作:
[0017]当主电路的某相电流超过或等于第二限值，则封锁该相的部分开关，直到该相电流低于第二限值；
[0018]当主电路的某相电流超过或等于第四限值，则封锁变流器所有相的开关，直到该相电流低于第一限值；
[0019]其中，第一限值〈第二限值〈第四限值。
[0020]如上所述变流器，其中，所述保护电路经设置以执行以下一个或多个动作:
[0021]当直流母线电压超过或等于母线第二限值，则导通过压抑制支路的开关，直到直流母线电压低于母线第一限值；以及
[0022]当直流母线电压超过或等于母线第三限值，则导通过压抑制支路的开关，并且封锁主电路各相的部分或全部开关，直到直流母线电压低于母线第一限值；
[0023]其中，母线第一限值〈母线第二限值〈母线第三限值。
[0024]根据本发明的另一个方面，提出一种变流器的过流过压保护方法，包括:当主电路的相电流和/或直流母线电压超过或等于不同限值时，封锁不同的开关器件；其中，被超过或等于的所述限值越高，封锁的开关器件越多。
[0025]如上所述方法，其中，当主电路的相电流和/或直流母线电压超过或等于不同限值时，在下一个或多个周期或立即封锁开关器件。
[0026]如上所述方法，其中，所述方法进一步包括执行以下一个或多个步骤:
[0027]当主电路的某相电流超过或等于第二限值，则封锁该相的部分开关，直到该相电流低于第二限值；
[0028]当主电路的某相电流超过或等于第三限值，则封锁该相的部分开关，直到该相电流低于第一限值；以及
[0029]当主电路的某相电流超过或等于第四限值，则封锁主电路所有相的开关，直到该相电流低于第一限值；
[0030]其中，第一限值〈第二限值〈第三限值〈第四限值。
[0031]如上所述方法，其中，所述方法进一步包括执行以下一个或多个步骤:
[0032]当主电路的某相电流超过或等于第三限值，则封锁该相的部分开关，直到该相电流低于第一限值；以及
[0033]当主电路的某相电流超过或等于第四限值，则封锁主电路所有相的开关，直到该相电流低于第一限值；
[0034]其中，第一限值〈第三限值〈第四限值。
[0035]如上所述方法，其中，所述方法进一步包括执行以下一个或多个步骤:
[0036]当主电路的某相电流超过或等于第二限值，则封锁该相的部分开关，直到该相电流低于第二限值；以及
[0037]当主电路的某相电流超过或等于第四限值，则封锁主电路所有相的开关，直到该相电流低于第一限值；
[0038]其中，第一限值〈第二限值〈第四限值。
[0039]如上所述方法，其中，所述方法进一步包括执行以下一个或多个步骤:
[0040]当直流母线电压超过或等于母线第二限值，则导通过压抑制支路的开关，直到直流母线电压低于母线第一限值；以及
[0041]当直流母线电压超过或等于母线第三限值，则导通过压抑制支路的开关，并且封锁主电路上的部分或全部开关，直到直流母线电压低于母线第一限值；
[0042]其中，母线第一限值〈母线第二限值〈母线第三限值。
[0043]根据本发明的另一个方面，提出一种牵引变流器，包括:主电路、控制电路、保护电路和驱动电路；
[0044]其中，主电路包括前级和后级，前级包括一个或多个并联的单相整流器，每个整流器包括多个开关，每个开关可以经控制导通或关闭；后级包括多相逆变器，每相电路包括多个开关，每个开关可以经控制导通或关闭；前级和后级通过直流母线相连；
[0045]所述控制电路产生牵引变流器各开关器件的控制脉冲并输出给保护电路；
[0046]所述保护电路检测各整流器电流和多相逆变器各相电流，并将其与预设的至少三个电流限值进行比较，根据比较结果调整控制电路输出的开关控制脉冲，输出给驱动电路；以及
[0047]所述驱动电路接收保护电路输出的开关驱动脉冲，经过放大以驱动变流器各开关
[0048]其中，当各整流器电流和/或多相逆变器各相电流超过或等于不同限值时，保护电路将封锁不同开关的驱动脉冲；并且超过或等于的限值越高，封锁的开关器件越多。
[0049]如上所述牵引变流器，其中所述主电路还包括过压抑制支路，所述过压抑制支路与直流母线并联，其包括开关和电阻，开关可以经控制导通或关闭；以及
[0050]所述控制电路产生过压抑制支路开关器件的控制脉冲，并输出给保护电路；
[0051]所述保护电路检测直流母线电压值，并将其与预设的至少三个电压限值进行比较，根据比较结果调整控制电路输出的开关控制脉冲，输出给驱动电路；以及
[0052]所述驱动电路接收保护电路输出的开关驱动脉冲，经过放大以驱动过压抑制支路开关;
[0053]其中，当直流母线电压超过或等于不同限值时，保护电路将封锁不同开关的驱动脉冲；并且超过或等于的限值越高，封锁的开关器件越多。
[0054]如上所述牵引变流器，其中，针对牵引变流器主电路的整流器具有多个电流限值，所述保护电路经设置以执行以下一个或多个动作:
[0055]当某一整流器的电流超过或等于整流器第二限值，则封锁该整流器的部分开关，直到该整流器的电流低于第二限值；
[0056]当某一整流器的电流超过或等于整流器第三限值，则封锁该整流器的部分开关，直到该整流器的电流低于第一限值；以及
[0057]当某一整流器的电流超过或等于整流器第四限值，则封锁所有整流器的开关，直到该整流器的电流低于第一限值；
[0058]其中，第一限值〈第二限值〈第三限值〈第四限值。
[0059]如上所述牵引变流器，其中，针对牵引变流器主电路的整流器具有多个电流限值，所述保护电路经设置以执行以下一个或多个动作:
[0060]当某一整流器的电流超过或等于整流器第三限值，则封锁该整流器的部分开关，直到该整流器的电流低于第一限值；以及
[0061]当某一整流器的电流超过或等于整流器第四限值，则封锁所有整流器的开关，直到该整流器的电流低于第一限值；
[0062]其中，第一限值〈第三限值〈第四限值。
[0063]如上所述牵引变流器，其中，针对牵引变流器主电路整流器具有多个电流限值，所述保护电路经设置以执行以下一个或多个动作:
[0064]当某一整流器的电流超过或等于整流器第二限值，则封锁该整流器的部分开关，直到该整流器的电流低于第二限值；
[0065]当某一整流器的电流超过或等于整流器第四限值，则封锁所有整流器的开关，直到该整流器的电流低于第一限值；
[0066]其中，第一限值〈第二限值〈第四限值。
[0067]如上所述牵引变流器，其中，针对牵引变流器主电路的逆变器具有多个电流限值，所述保护电路经设置以执行以下一个或多个动作:
[0068]当逆变器某相电流超过或等于逆变器第二限值，则封锁该相的部分开关，直到该相电流低于第二限值；
[0069]当某相电流超过或等于逆变器第三限值，则封锁该相的部分开关，直到该相电流低于第一限值；以及
[0070]当某相电流超过或等于逆变器第四限值，则封锁逆变器所有相的开关，直到该相电流低于第一限值；
[0071]其中，第一限值〈第二限值〈第三限值〈第四限值。
[0072]如上所述牵引变流器，其中，针对牵引变流器主电路的逆变器具有多个电流限值，所述保护电路经设置以执行以下一个或多个动作:
[0073]当逆变器某相电流超过或等于逆变器第三限值，则封锁该相的部分开关，直到该相电流低于第一限值；以及
[0074]当某相电流超过或等于逆变器第四限值，则封锁逆变器所有相的开关，直到该相电流低于第一限值；
[0075]其中，第一限值〈第三限值〈第四限值。
[0076]如上所述的牵引变流器，其中，针对牵引变流器主电路的逆变器具有多个电流限值，所述保护电路经设置以执行以下一个或多个动作:
[0077]当逆变器某相电流超过或等于逆变器第二限值，则封锁该相的部分开关，直到该相电流低于第二限值；
[0078]当某相电流超过或等于逆变器