本发明涉及一种三相电压型双向PWM变流器技术，尤其涉及三相电压型双向PWM变流器预充电软启动电路。
背景技术：
近些年，随着工业的不断发展，一些高科技的敏感设备对电能质量的要求越来越高，为了获得更高的电能质量，三相电压型双向PWM变流器研究逐渐被人们所重视。三相电压型双向PWM变流器更是有着具有网侧电流低谐波、单位功率因数、能量双向流动及恒定直流电压等优点，能够实现电能的“绿色变换”。
在三相电压型双向PWM变流器启动的过程中，电流冲击问题显得格外重要，过大的冲击电流会影响系统的稳定性，缩短变流器的使用寿命甚至会击穿变流器的开关管IGBT。
技术实现要素：
为了克服已有三相电压型双向PWM变流器的启动过程容易受到电流冲击、影响使用寿命的不足,本发明提供了一种有效避免启动过程的电流冲击、延长使用寿命的适用于三相电压型双向PWM变流器的预充电软启动电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种适用于三相电压型双向PWM变流器的预充电软启动电路，所述软启动电路包括第一接触器K1、三相二极管整流桥TM、BUCK-BOOST升降压电路、第二接触器K2和DSP处理器，三相交流电压源通过第一接触器与三相二极管整流桥TM的交流侧连接，所述三相二极管整流桥TM的直流侧与BUCK-BOOST升降压电路、所述BUCK-BOOST升降压电路与第二接触器K2相接，所述第二接触器K2与直流端母线电容的两侧连接，所述第一接触器K1、BUCK-BOOST升降压电路的受控端、第二接触器K2均与DSP处理器的控制端连接。
进一步，所述BUCK-BOOST升降压电路包括受控开关管IGBT7、电抗器L0、功率二极管VD和第一电容C0，受控开关管IGBT7的发射极与三相二极管整流桥TM的正极相连，受控开关管IGBT7的集电极与功率二极管的负极相连；电抗器L0一端与受控开关管IGBT7的集电极相连，电抗器L0的另一端与三相二极管整流桥TM的负极相连；电解电容C0的正极与功率二极管VD的正极相连，电解电容C0的负极与三相二极管整流桥TM的负极相连，电解电容C0的正极和负极均与接触器K2连接；所述受控开关管IGBT7的栅极为BUCK-BOOST升降压电路的受控端。
本发明的技术构思为：所述三相电压型双向PWM变流器预充电软启动电路，在启动过程中通过在固定的时间内提高一定参考电压值的方式对直流母线电容进行缓慢充电，当直流母线电容充到参考电压值时，启动三相电压型双向PWM变流器，当直流端电流稳定一定时候后，切换直流端电阻，增大电流，进入正常工作模式。该电路特征在于启动时过冲电流小，启动快。
所述三相电压型双向PWM变流器预充电软启动电路，在直流侧采用boost升压电路对直流母线电容进行斜线式升压充电，使变流器在额定目标电压值启动，有效的消除了启动时的冲击电流。
本发明的有益效果主要表现在：有效避免启动过程的电流冲击、延长使用寿命。
附图说明
图1是包含本发明预充电软启动电路的三相电压型双向变流器示意图。
图2是预充电软启动电路的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1和图2，一种适用于三相电压型双向PWM变流器的预充电软启动电路，所述软启动电路包括第一接触器K1、三相二极管整流桥TM、BUCK-BOOST升降压电路、第二接触器K2和DSP处理器，三相交流电压源通过第一接触器与三相二极管整流桥TM的交流侧连接，所述三相二极管整流桥TM的直流侧与BUCK-BOOST升降压电路、所述BUCK-BOOST升降压电路与第二接触器K2相接，所述第二接触器K2与直流端母线电容的两侧连接，所述第一接触器K1、BUCK-BOOST升降压电路的受控端、第二接触器K2均与DSP处理器的控制端连接。
进一步，所述BUCK-BOOST升降压电路包括受控开关管IGBT7、电抗器L0、功率二极管VD和第一电容C0，受控开关管IGBT7的发射极与三相二极管整流桥TM的正极相连，受控开关管IGBT7的集电极与功率二极管的负极相连；电抗器L0一端与受控开关管IGBT7的集电极相连，电抗器L0的另一端与三相二极管整流桥TM的负极相连；电解电容C0的正极与功率二极管VD的正极相连，电解电容C0的负极与三相二极管整流桥TM的负极相连，电解电容C0的正极和负极均与接触器K2连接；所述受控开关管IGBT7的栅极为BUCK-BOOST升降压电路的受控端。
本实施例的三相电压型双向变流器包括三相交流电压源Es、LCL滤波器、第一开关管IGBT1、第二开关管IGBT2、第三开关管IGBT3、第四开关管IGBT4、第五开关管IGBT5、第六开关管IGBT6、预充电软启动电路、接触器K3、接触器K4、接触器K5、负载R7、蓄电池组。
所述预充电软启动电路包括：三相二极管整流桥TM、接触器K1、接触器K2、功率二极管VD、电抗器L0、第七开关管IGBT7(即受控开关管)、电解电容C0。
所述DSP处理器选用德州仪器2000系列的DSP处理器。
所述的直流母线上的电解电容Cbus，例如可选10000uF的电解电容，实现稳定直流侧电压和抑制直流谐波的作用。
直流侧的电抗器L0的电抗值和电解电容C0的电容值都选取较大值。
直流侧的电压值与第七开关管IGBT7的占空比有关，具体的公式为：
式中：U0为输出端电压，E为三相整流桥输出电压，ton为一个周期内第七开关管导通时间，toff为一个周期内第七开关管关断时间，α即为一个周期内第七开关管占多的比例。
如图2所示，软启动的控制方法可以是：
a.在三相电压型双向PWM变流器启动时，首先检测三相整流桥输入端的电压，即电网电压是否稳定，如果电压值在开启后的有限个周期内稳定在正常电压值范围内，开启预充电软启动电路，如果电压值在有限个周期内波动，超出正常范围，继续对三相整流桥输入端的电压进行检测，等待电压恢复正常。
b.在0～0.01s，闭合接触器K1、接触器K2，并且将直流端的初始电压参考值设定为0伏。计算出受控开关管IGBT7控制信号PWM波的占空比，此时PWM波的占空比0，控制信号恒为低电平，受控开关管IGBT7关断。
c.在0.01s～0.02s，将直流端的电压参考值设定为5伏，计算出相应的占空比，当控制信号为高电平时，开关管IGBT7导通，为电抗器L0充电。当控制信号为低电平时，开关管IGBT7关断，由于功率二极管VD的单向导通作用，电流从电抗器L0的下端流出，上端流入为电容C0和直流端电容Cbus充电，使电压值稳定在5伏。
d.在Kt～(K+1)t间，t为0.01s，三相电压型双向PWM变流器预充电软启动电路直流侧参考电压值设置为KU，△U为5V。此时三相电压型双向PWM变流器预充电软启动电路直流侧的电压小于KU，DSP处理器根据电压参考值，调整第七开关管IGBT7栅极上的脉宽调制信号PWM的占空比，使直流端电压稳定在目标值KU上。
e.上述K为正整数，K依次取1、2、3、……、n，循环以上步骤，将直流端电压从0抬升至目标值，直到直流端电压值稳定在目标电压值。
f.当直流端电压稳定在目标值之后，DSP处理器输出两路低电平
信号关闭接触器K1、接触器K2，并且同时输出一路高电平信号闭合直流端软启动电路接触器K5和六路PWM控制信号，三相电压型PWM双向变流器进行正常工作，当变流器直流端的电压值稳定在参考值有限长时间后，DSP处理器输出一路低电平信号关闭接触器K5，输出一路高电平信号闭合接触器K4，增大直流端的充电电流，至此三相电压型双向PWM变流器软启动完毕。