一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路及变频器的制作方法

本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路及变频器。

背景技术：

由于变频器在上电初始状态，母线电容两端电压为零，其阻抗几乎为0ω，导致在上电过程中，会产生较大的冲击电流而造成整流桥及母线电容损坏，因此需要在变频器主回路中增加上电缓冲电路以限制冲击电流，从而保护整流桥及母线电容。

现有的12脉波整流上电缓冲方案主要有两种，如图1和图2所示：

图1为传统缓冲方案，将两部分缓冲电路分别连接在交流输入侧，其需要4个接触器。该方案缺点为：1、接触器的电压等级较高、成本较高；2、缓冲电路结构复杂、电气配线较多、安装维护繁琐。

图2是在图1的基础上增加了变压器t1和t2，并增加整流电路进行上电缓冲，其使用了两个中高压接触器、一个低压接触器以及两个变压器。该方案缺点为：1、增加的两个变压器需要进行高低压转换，安规要求较高，现场容易损坏，影响系统可靠性；2、结构复杂，安装维护麻烦。

因此，传统技术存在着增加变压器后安规要求较高，以及电路结构复杂导致安装维护麻烦的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路及变频器，旨在解决传统技术存在着增加变压器后安规要求较高，以及电路结构复杂导致安装维护麻烦的问题。

本实用新型第一方面提供了一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路，与12脉波整流电路连接，所述上电缓冲电路包括：

开关模块，与电源模块连接，被配置为所述电源模块上电时进行导通，并在预设时间后进行关断；

整流模块，与所述开关模块连接，被配置为对所述电源模块输出的交流信号进行整流处理后，输出直流信号；以及

缓冲模块，与所述整流模块及所述12脉波整流电路连接，被配置为对所述直流信号进行限流，以对所述12脉波整流电路进行上电缓冲。

优选地，所述开关模块采用中高压缓冲接触器实现。

优选地，所述整流模块采用整流桥实现。

优选地，所述缓冲模块采用缓冲电阻实现。

优选地，所述整流模块包括：

第一整流模组、第二整流模组、第三整流模组以及第四整流模组；

所述第一整流模组的输入端与所述第二整流模组的输出端接所述中高压缓冲接触器的第一输出端，所述第三整流模组的输入端与所述第四整流模组的输出端接所述中高压缓冲接触器的第二输出端，所述第一整流模组的输出端与所述第三整流模组的输出端作为所述整流模块的第一输出端，所述第二整流模组的输入端与所述第四整流模组的输入端作为所述整流模块的第二输出端。

优选地，所述缓冲模块包括：

第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的第一端接所述第一整流模组的输出端以及所述第三整流模组的输出端，所述第二电阻的第二端接所述第二整流模组的输入端以及所述第四整流模组的输入端，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第二端接所述12脉波整流电路。

优选地，所述第一整流模组、所述第二整流模组、所述第三整流模组以及所述第四整流模组均包括一一串联的多个二极管。

本实用新型第二方面提供了一种变频器，包括：

12脉波整流电路；和

如上述所述的上电缓冲电路，与所述12脉波整流电路连接，被配置为对所述12脉波整流电路进行上电缓冲。

优选地，所述12脉波整流电路50包括：

第一电容、第二电容以及由12个二极管组成的12脉波整流单元；

所述第一电容的第一端与所述第二电容的第一端接所述12脉波整流单元，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第二端接地。

优选地，所述变频器还包括第一主接触器和第二主接触器；

所述第一主接触器和所述第二主接触器接所述12脉波整流单元，所述第一主接触器和所述第二主接触器被配置为所述电源模块上电时进行关断，并在所述预设时间后进行导通。

本实用新型提供的一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路及变频器，该上电缓冲电路包括开关模块、整流模块以及缓冲模块，通过开关模块在电源模块上电时进行导通，使得整流模块对电源模块输出的交流信号进行整流处理后，输出直流信号；开关模块在预设时间后进行关断，并且缓冲模块对直流信号进行限流，以对12脉波整流电路进行上电缓冲。由此实现了上电缓冲的效果，并且无需增加变压器，避免了变压器对上电缓冲电路的影响，大幅提高变频器工作的可靠性；同时电气连接简单、安装维护方便，解决了传统技术存在着增加变压器后安规要求较高，以及电路结构复杂导致安装维护麻烦的问题。

附图说明

图1为现有技术涉及的一种上电缓冲电路的示例电路图。

图2为现有技术涉及的一种附加变压器的上电缓冲电路的示例电路图。

图3为本实用新型一实施例提供的一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路的模块结构示意图。

图4为对应图3提供的一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路的示例电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

上述的一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路及变频器，该上电缓冲电路包括开关模块、整流模块以及缓冲模块，通过开关模块在电源模块上电时进行导通，使得整流模块对电源模块输出的交流信号进行整流处理后，输出直流信号；开关模块在预设时间后进行关断，并且缓冲模块对直流信号进行限流，以对12脉波整流电路进行上电缓冲。由此实现了上电缓冲的效果，并且无需增加变压器，避免了变压器对上电缓冲电路的影响，大幅提高变频器工作的可靠性；同时电气连接简单、安装维护方便。

图3示出了本实用新型一实施例提供的一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

上述一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路40，与12脉波整流电路50连接，所述上电缓冲电路包括开关模块10、整流模块20以及缓冲模块30。

开关模块10，与电源模块60连接，被配置为电源模块60上电时进行导通，并在预设时间后进行关断。

整流模块20，与开关模块10连接，被配置为对电源模块60输出的交流信号进行整流处理后，输出直流信号。

缓冲模块30，与整流模块20及12脉波整流电路50连接，被配置为对直流信号进行限流，以对12脉波整流电路50进行上电缓冲。

作为本实用新型一实施例，上述开关模块10采用中高压缓冲接触器km1实现。

作为本实用新型一实施例，上述整流模块20采用整流桥实现。

作为本实用新型一实施例，上述缓冲模块30采用缓冲电阻实现。

由此可得，上述上电缓冲电路仍采用整流模块20，但取消了变压模块(变压器)，其仅需1个中高压缓冲接触器，避免了变压器对上电缓冲电路的影响，大幅提高变频器的工作可靠性；同时电气连接简单、安装维护方便。

应理解，上述预设时间可根据实际需要进行设置，该预设时间也即为上电缓冲时间。

图4示出了对应图3提供的一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本实用新型一实施例，上述整流模块20包括第一整流模组、第二整流模组、第三整流模组以及第四整流模组。

第一整流模组的输入端与第二整流模组的输出端接中高压缓冲接触器的第一输出端，第三整流模组的输入端与第四整流模组的输出端接中高压缓冲接触器的第二输出端，第一整流模组的输出端与第三整流模组的输出端作为整流模块20的第一输出端，第二整流模组的输入端与第四整流模组的输入端作为整流模块20的第二输出端。

作为本实用新型一实施例，上述缓冲模块30包括第一电阻r1和第二电阻。

第一电阻r1的第一端接第一整流模组的输出端以及第三整流模组的输出端，第二电阻r2的第二端接第二整流模组的输入端以及第四整流模组的输入端，第一电阻r1的第二端与第二电阻r2的第二端接12脉波整流电路50。

具体地，第一整流模组、第二整流模组、第三整流模组以及第四整流模组均包括一一串联的多个二极管(图4采用d1…d1n、d2…d2n、d3…d3n、d4…d4n表示)。

示例性的，上述电源模块60为三相交流中高压电源，可共用于12脉波整流电路50的输入电源，三相交流中高压电源通过中高压缓冲接触器km1接入整流模块20，另一相直接接入母线电容的中间电位，第一电阻r1和第二电阻r2为缓冲电阻。变频器上电时中高压缓冲接触器km1吸合，电源通过中高压缓冲接触器km1、整流模块20、缓冲电阻对母线电容进行充电。

变频器主回路上电时，首先将第一主接触器km2和第二主接触器km3断开，变频器控制系统发送缓冲接触器吸合控制信号，则中高压缓冲接触器km1吸合。三相交流中高压电源接入整流模块20的输入侧，整流模块20输出侧经缓冲电阻(第一电阻r1和第二电阻r2)分别接入母线电容(第一电容c1和第二电容c2)的dc+、dc-，w相直接连接到母线电容的n，三相交流中高压电源通过整流模块20对母线电容(第一电容c1和第二电容c2)进行充电，母线电压达到设计电压时，变频器控制系统发送主接触器吸合控制信号，主电路中第一主接触器km2和第二主接触器km3吸合，变频器主电路接入三相交流中高压电源，同时控制中高压缓冲接触器km1断开，上电缓冲过程结束。

本实用新型还提供了一种变频器，包括：

12脉波整流电路50；和

如上述所述的上电缓冲电路40，与12脉波整流电路50连接，被配置为对12脉波整流电路50进行上电缓冲。

需要说明的是，该变频器是在上述上电缓冲电路40的基础上增加了12脉波整流电路50，因此关于上电缓冲电路40中的开关模块10、整流模块20以及缓冲模块30的功能描述及原理说明可参照图3至图4的实施例，此处不再详细赘述。

作为本实用新型一实施例，上述12脉波整流电路50包括第一电容c1、第二电容c2以及由12个二极管组成的12脉波整流单元501。

第一电容c1的第一端与第二电容c2的第一端接12脉波整流单元501，第一电容c1的第二端与第二电容c2的第二端接地。

其中，12脉波整流单元采用现有的电路结构实现。

作为本实用新型一实施例，上述变频器还包括第一主接触器km2和第二主接触器km3。

第一主接触器km2和第二主接触器km3接12脉波整流单元501，第一主接触器km2和第二主接触器km3被配置为电源模块60上电时进行关断，并在预设时间后进行导通。

具体地，上述一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路及变频器具备以下优势：

1、上电缓冲电路无需采用变压器，避免了变压器现场损坏的现象；

2、上电缓冲电路输入接电源，输出接至母线电容高、低及中间电位，无其它电气连接，安装维护方便；

3、上电缓冲电路独立于变频器主电路，避免上电时对主电路整流桥的冲击，提高了变频器的可靠性。

以下结合图3-图4，对上述一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路及变频器的工作原理进行描述如下：

以ac3ph3.3kv1.5mw高压三电平变频器为例，其上电缓冲电路采用本实用新型方案。

其中，变频器主电路包括第一主接触器km2和第二主接触器km3、12脉波整流单元501以及母线电容(第一电容c1和第二电容c2)；其上电缓冲电路由中高压缓冲接触器km1、整流二极管d1～d4、缓冲电阻(第一电阻r1和第二电阻r2)组成。

变频器上电后，主电路中12脉波整流单元501的输入电压为ac3ph1.8kv电源，闭合中高压缓冲接触器km1，中高压缓冲接触器km1前端接入1.8kv电源，经二极管整流后通过缓冲电阻(第一电阻r1和第二电阻r2)对母线电容(第一电容c1和第二电容c2)进行充电，当母线电容电压达到设计值时，第一主接触器km2和第二主接触器km3吸合，且中高压缓冲接触器km1断开；

当达到上电缓冲时间后，3.3kv动力电接入变频器主电路，同时中高压缓冲接触器km1断开，上电缓冲过程结束。

综上，本实用新型实施例提供的一种用于中高压12脉波整流的上电缓冲电路及变频器，该上电缓冲电路包括开关模块、整流模块以及缓冲模块，通过开关模块在电源模块上电时进行导通，使得整流模块对电源模块输出的交流信号进行整流处理后，输出直流信号；开关模块在预设时间后进行关断，并且缓冲模块对直流信号进行限流，以对12脉波整流电路进行上电缓冲。由此实现了上电缓冲的效果，并且无需增加变压器，避免了变压器对上电缓冲电路的影响，大幅提高变频器工作的可靠性；同时电气连接简单、安装维护方便，解决了传统技术存在着增加变压器后安规要求较高，以及电路结构复杂导致安装维护麻烦的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。