直流母线的预充电电路和变流器系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种直流母线的预充电电路和变流器系统。
【背景技术】
[0002]图1为现有技术中，普遍采用的风力发电变流器直流母线预充电电路系统，包括:电网1、变流器开关2、预充电开关3、预充电电阻4、网侧滤波器5、网侧变流器6、母线电容7、机侧变流器8、发电机9和叶轮10。其中，由预充电开关3、预充电电阻4、网侧滤波器5和网侧变流器6连接构成了针对母线电容7的预充电回路。
[0003]图1所示的风力发电变流器直流母线的预充电回路在对母线电容7进行充电时，需依赖网侧变流器6中的绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)的反并联二极管回路。因此，该预充电回路给网侧变流器6带来了额外的工作负荷。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的实施例提供一种直流母线的预充电电路和变流器系统，以实现降低现有风力发电变流器系统中，由于直流母线的预充电过程造成的网侧变流器的额外工作负荷，提高网侧变流器的工作寿命。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种直流母线的预充电电路，包括:顺序连接的预充电开关、预充电整流电路和两个预充电电阻；
[0006]所述预充电开关与预充电电源连接；
[0007]所述预充电整流电路的输出端两侧分别与一个所述预充电电阻串联后，并联在母线电容的两端。
[0008]如上所述的直流母线的预充电电路，所述预充电电阻的阻值为40欧。
[0009]如上所述的直流母线的预充电电路，还包括预充电熔断器；
[0010]所述预充电熔断器串联在所述预充电电源与所述母线电容之间的任一电路支路上。
[0011]如上所述的直流母线的预充电电路，所述预充电电源为独立的交流电源或者为电网电源。
[0012]本实用新型的实施例还提供了一种变流器系统，包括:顺序连接的网侧变流器回路、母线电容、机侧变流器回路；所述母线电容两端并联有如上任一项所述的直流母线的预充电电路。
[0013]本实用新型实施例提供的直流母线的预充电电路和变流器系统，避免了通过网侧变流器的额外工作对母线电容进行预充电，提高网侧变流器的工作寿命。
【附图说明】
[0014]图1为现有技术中普遍采用的风力发电变流器直流母线预预充电电路系统结构图；
[0015]图2为本实用新型提供的直流母线的预充电电路一个实施例的结构示意图；
[0016]图3为本实用新型提供的直流母线的预充电电路应用场景系统的结构示意图；
[0017]图4为本实用新型提供的变流器系统一个实施例的结构示意图。
[0018]附图标号说明
[0019]1-电网、2-变流器开关、3-预充电开关、4-预充电电阻、5-网侧滤波器、6_网侧变流器、7-母线电容、8-机侧变流器、9-发电机、10-叶轮、11-预充电整流电路、12-预充电电源、13-预充电熔断器、41-网侧变流器回路、42-机侧变流器回路、43-直流母线的预充电电路。
【具体实施方式】
[0020]本实用新型的实施例通过独立设置直流母线的预充电电路，在避免使用网侧变流器的前提下，实现对直流母线进行预充电。
[0021]实施例一
[0022]图2为本实用新型提供的直流母线的预充电电路的结构示意图，该电路可实现对直流母线的预充电过程。如图2所示，该直流母线的预充电电路具体包括:顺序连接的预充电开关3、预充电整流电路11和两个预充电电阻4 ;其中:
[0023]预充电开关3与预充电电源13连接；
[0024]预充电整流电路11的输出端两侧分别与一个预充电电阻4串联后，并联在母线电容7的两端。
[0025]如图2所示，在实际应用场景中，为了保证电路安全运行，通常在直流母线的预充电电路中如预充电开关3和预充电整流电路11之间串联一个预充电熔断器13。可以理解的，该预充电熔断器13还可以串联在预充电电源12与母线电容7之间的任一电路支路上，如串联在预充电电源12与预充电开关3连接的电路支路上，预充电整流电路11与预充电电阻4连接的电路支路上以及预充电电阻4与母线电容7连接的电路支路上。母线电容7通常并联在网侧变流器6的直流侧，而网侧变流器6的交流侧则通常连接有网侧滤波器5、变流器开关2和电网I。其中，电网I为三相交流电电网。
[0026]图2中，由网侧变流器6、网侧滤波器5、变流器开关2构成的回路称为网侧变流器回路。
[0027]本实用新型实施例所示直流母线的预充电电路的工作原理是:
[0028]所述直流母线的预充电电路的预充电状态为:预充电开关3闭合。
[0029]此时，本实施例中直流母线的预充电电路在预充电电源12的驱动下对母线电容7进行充电。预充电整流电路11用于将交流电压转换为直流电压。预充电电阻4在充电过程中启到限制预充电电流的作用，即防止过大的预充电电流对电路的影响。该预充电电阻4的阻值大小具体为40欧。
[0030]从上述直流母线的预充电状态分析获知，母线电容的预充电过程是利用外加交流电源通过外加整流电路整流后施加在母线电容两端完成预充电，而并未利用到网侧变流器，因此可以减少网侧变流器的额外负荷，延长其使用寿命。
[0031]进一步的，图3所示，为上述图2所示实施例在风力发电变流器直流母线电路系统中的具体应用场景。在图3所示实施例中:
[0032]预充电电源12为三相交流电源，具体可以为独立的交流电源或者为电网电源，即通过图中电网I供电。预充电整流电路11可以具体为三相全桥整流电路。
[0033]如图3所示，通常一个风力发电变流器直流母线电路系统还包括:
[0034]并联在母线电容7上的机侧变流器8、依次与机侧变流器8连接的发电机9和叶轮10。
[0035]如图3所示，在网侧变流器6 —侧，通常还连接有网侧滤波器5、变流器开关2和电网I。
[0036]本实用新型实施例提供的直流母线的预充电电路包括:顺序连接的预充电开关、预充电整流电路和两个预充电电阻；所述预充电开关与预充电电源连接；所述预充电整流电路的输出端两侧分别与一个所述预充电电阻串联后，并联在母线电容的两端。该方案通过外设整流电路，避免了通过网侧变流器的额外工作对母线电容进行预充电，提高网侧变流器的工作寿命。
[0037]实施例二
[0038]图4为本发明提供的一种变流器系统一个实施例的结构示意图，如图4所示，该变流器系统具体包括:顺序连接的网侧变流器回路41、母线电容7、机侧变流器回路42 ;所述母线电容7两端并联有如图2和图3中所示的任一种直流母线的预充电电路43。
[0039]例如，在图3所示实施例中，该变流器系统具体为:由变流器开关2、网侧滤波器5和网侧变流器6构成的网侧变流器回路；母线电容7 ;由机侧变流器8构成的机侧变流器回路；以及上述图2或图3中所述的任一种直流母线的预充电电路。
[0040]本实用新型实施例提供的变流器系统，通过在母线电容两侧并联直流母线的预充电电路，且该直流母线的预充电电路通过额外设置的供电电源和整流电路对母线电容进行预充电，避免了通过网侧变流器的额外工作对母线电容进行预充电，提高网侧变流器的工作寿命。
[0041]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种直流母线的预充电电路，其特征在于，包括:顺序连接的预充电开关、预充电整流电路和两个预充电电阻； 所述预充电开关与预充电电源连接； 所述预充电整流电路的输出端两侧分别与一个所述预充电电阻串联后，并联在母线电容的两端。
2.根据权利要求1所述的直流母线的预充电电路，其特征在于，所述预充电电阻的阻值为40欧。
3.根据权利要求1所述的直流母线的预充电电路，其特征在于，还包括预充电熔断器； 所述预充电熔断器串联在所述预充电电源与所述母线电容之间的任一电路支路上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的直流母线的预充电电路，其特征在于，所述预充电电源为独立的交流电源或者为电网电源。
5.一种变流器系统，其特征在于，包括:顺序连接的网侧变流器回路、母线电容、机侧变流器回路；所述母线电容两端并联有如权利要求1-4任一项所述的直流母线的预充电电路。
【专利摘要】本实用新型实施例提供一种直流母线的预充电电路和变流器系统，所述直流母线的预充电电路包括：顺序连接的预充电开关、预充电整流电路和两个预充电电阻；所述预充电开关与预充电电源连接；所述预充电整流电路的输出端两侧分别与一个所述预充电电阻串联后，并联在母线电容的两端。本实用新型的技术方案在避免使用网侧变流器的前提下，实现对直流母线进行预充电。
【IPC分类】H02J3-38, H02M1-36
【公开号】CN204349788
【申请号】CN201520070574
【发明人】高瑞, 顾伟峰
【申请人】北京天诚同创电气有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月30日