一种用于PWM整流器的交流预充电控制电路及方法与流程

本发明属于交流预充电，尤其涉及一种用于pwm整流器的交流预充电控制电路及方法。

背景技术：

1、pwm整流器交流侧有lc或lcl滤波器，交流侧电容在交流侧电压闭合时，产生一个电流冲击，电流冲击会影响交流电容的使用寿命，同时也会影响交流端断路器的使用寿命。针对该问题通常采用预充电方式降低电流冲击，一方面，预充电方案通过预充电接触器、整流桥和电阻给直流侧电容充电，待直流侧电容充满电后，再闭合交流侧断路器，断开预充电接触器；交流断路器闭合后，交流电压直接加到交流电容上，产生电流冲击，影响交流侧断路器及交流侧电容的使用寿命。另一方面，预充电方案还通过预充电接触器、整流桥和电阻给直流侧电容充电，待直流侧电容充满电后，给定igbt驱动信号，待交流断路器两端电压相位一致时，闭合交流侧断路器，断开预充电接触器；给定igbt驱动信号后，带着预充电电阻工作，预充电电阻上产生压降，直流侧电压低于交流侧电压，逆变后的交流电压低于交流侧电压，闭合交流断路器时也会产生冲击电流。

2、因此，亟需提供一种有效减小交流侧电容带来的电流冲击的交流预充电控制电路。

技术实现思路

1、有鉴于此，发明提供了一种减小交流断路器闭合给交流侧电容带来的冲击和电路结构简单的用于pwm整流器的交流预充电控制电路及方法。来解决上述存在的技术问题，具体采用以下技术方案来实现。

2、第一方面，本发明提供了一种用于pwm整流器的交流预充电控制电路，所述交流预充电控制电路包括控制器、交流断路器、滤波模块、igbt模块、第一电容、接触器和整流模块，所述交流断路器、所述滤波模块、所述igbt模块、所述第一电容、所述接触器、所述整流模块与所述控制器连接，所述交流断路器与所述滤波模块连接，所述滤波模块与所述igbt模块连接，所述交流断路器与所述接触器连接，所述接触器与所述整流模块连接，所述整流模块与所述igbt模块、所述第一电容连接，所述igbt模块与所述第一电容连接，其中，交流侧电压通过闭合所述接触器并经过所述整流模块给所述第一电容充电；

3、当所述第一电容的充电电压大于所述交流侧电压时，断开所述接触器，所述控制器检测到所述接触器的反馈信号由1变为0时，所述控制器给所述igbt模块发送驱动信号并经过所述滤波模块形成正弦波电压；

4、当所述控制器检测到所述交流断路器两端的电压相位相同时，所述电压相位对应的幅值小于预设电压，所述控制器向所述交流断路器发送闭合信号，所述控制器接收到所述交流断路器的反馈信号由0变为1时，所述控制器停止给所述igbt模块发送驱动信号以完成预充电。

5、作为上述技术方案的进一步改进，所述滤波模块包括第一电感、第二电容和第二电感，所述第二电容连接至所述第一电感和所述第二电感之间，或者，所述滤波模块包括第一电感和第二电容，所述第二电容连接至所述第一电感和所述交流断路器之间；

6、所述第一电感与所述igbt模块连接，所述第二电感与所述交流断路器、所述控制器连接。

7、作为上述技术方案的进一步改进，所述igbt模块包括六个并联的单管igbt或者三个并联的双管igbt，所述第一电感中的每一相电感连接至两个单管igbt或者一个双管igbt之间。

8、作为上述技术方案的进一步改进，所述第二电容呈三角形排列或者星形连接。

9、作为上述技术方案的进一步改进，所述交流预充电控制电路还包括电阻，所述电阻一端与所述整流模块连接，所述电阻另一端连接所述igbt模块、所述第一电容、所述控制器。

10、作为上述技术方案的进一步改进，所述整流模块为整流桥，所述第一电容为直流侧电容。

11、作为上述技术方案的进一步改进，所述控制器上设置有分别与所述接触器、所述交流断路器对应的第一开关、第二开关。

12、第二方面，本发明还提供了一种用于pwm整流器的交流预充电控制方法，包括以下步骤：

13、闭合接触器将交流侧电压经过整流模块处理给第一电容充电；

14、判断所述第一电容的充电电压大于所述交流侧电压时，断开所述接触器，控制器检测到所述接触器的反馈信号由1变为0时，所述控制器给所述igbt模块发送驱动信号并经过滤波模块形成正弦波电压；

15、当所述控制器检测到所述交流断路器两端的电压相位相同时，所述电压相位对应的幅值小于预设电压，所述控制器向所述交流断路器发送闭合信号；

16、所述控制器接收到所述交流断路器的反馈信号由0变为1时，所述控制器停止给所述igbt模块发送驱动信号以完成预充电。

17、本发明提供了一种用于pwm整流器的交流预充电控制电路及方法，通过在电路中设置交流断路器、接触器、整流模块、第一电容、igbt模块、滤波模块与控制器连接，交流侧电压先通过闭合接触器，再经过整流模块处理后给直流侧第一电容充电，待直流侧第一电容两端电压大于交流侧电压时，断开接触器，当控制器接收到接触器的反馈信号由1变为0时，控制器向igbt模块发送驱动信号，经过与igbt模块连接的滤波模块滤波成正弦波电压；控制器检测到交流断路器两端的电压相位相同时，幅值差小于20v时，控制器向交流断路器发送闭合信号，控制器接收到交流断路器的反馈信号由0变为1时，控制器停止给igbt发送驱动信号，可以有效降低交流断路器闭合给滤波模块中的交流电容带来的电流冲击，电路结构简单，也提升了交流断路器的使用寿命。

技术特征：

1.一种用于pwm整流器的交流预充电控制电路，其特征在于，所述交流预充电控制电路包括控制器、交流断路器、滤波模块、igbt模块、第一电容、接触器和整流模块，所述交流断路器、所述滤波模块、所述igbt模块、所述第一电容、所述接触器、所述整流模块与所述控制器连接，所述交流断路器与所述滤波模块连接，所述滤波模块与所述igbt模块连接，所述交流断路器与所述接触器连接，所述接触器与所述整流模块连接，所述整流模块与所述igbt模块、所述第一电容连接，所述igbt模块与所述第一电容连接，其中，交流侧电压通过闭合所述接触器并经过所述整流模块给所述第一电容充电；

2.根据权利要求1所述的用于pwm整流器的交流预充电控制电路，其特征在于，所述滤波模块包括第一电感、第二电容和第二电感，所述第二电容连接至所述第一电感和所述第二电感之间，或者，所述滤波模块包括第一电感和第二电容，所述第二电容连接至所述第一电感和所述交流断路器之间；

3.根据权利要求2所述的用于pwm整流器的交流预充电控制电路，其特征在于，所述igbt模块包括六个并联的单管igbt或者三个并联的双管igbt，所述第一电感中的每一相电感连接至两个单管igbt或者一个双管igbt之间。

4.根据权利要求2所述的用于pwm整流器的交流预充电控制电路，其特征在于，所述第二电容呈三角形排列或者星形连接。

5.根据权利要求1所述的用于pwm整流器的交流预充电控制电路，其特征在于，所述交流预充电控制电路还包括电阻，所述电阻一端与所述整流模块连接，所述电阻另一端连接所述igbt模块、所述第一电容、所述控制器。

6.根据权利要求5所述的用于pwm整流器的交流预充电控制电路，其特征在于，所述整流模块为整流桥，所述第一电容为直流侧电容。

7.根据权利要求1所述的用于pwm整流器的交流预充电控制电路，其特征在于，所述控制器上设置有分别与所述接触器、所述交流断路器对应的第一开关、第二开关。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的用于pwm整流器的交流预充电控制电路的用于pwm整流器的交流预充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种用于PWM整流器的交流预充电控制电路及方法，通过在电路中设置交流断路器、接触器、整流模块、第一电容、IGBT模块、滤波模块与控制器连接，控制器检测到交流电压后，闭合接触器，交流电压经过整流模块处理给直流侧第一电容充电，第一电容两端电压大于交流侧电压时，控制器接收到接触器的反馈信号由1变为0，控制器向IGBT模块发送驱动信号，经过与IGBT模块连接的滤波模块滤波成正弦波电压；控制器检测到交流断路器两端的电压相位相同时，控制器向交流断路器发送闭合信号，控制器接收到交流断路器的反馈信号由0变为1时，控制器停止给IGBT发送驱动信号，降低交流电容带来的电流冲击，提升了交流断路器的使用寿命。

技术研发人员：周思益,甘旭,陈高,何乔
受保护的技术使用者：广东省洛仑兹技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16