[實用新型]為級聯型高壓變頻器提供預充電和低壓調試供電的裝置

有效

• 申請號: 201220215666.5
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN202616989U
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 唐韋韋;蔡珊珊;趙娟;姚俊;楊春正;趙潔
• 申請（專利權）人: 安徽頤和新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本實用新型涉及高壓變頻器領域，尤其涉及一種能為級聯型高壓變頻器提供預充電和低壓調試供電的裝置。

背景技術

????大功率高壓變頻器在降耗節能、改善工藝等方面起著重要作用，高壓變頻器日益廣泛地被應用到風機、水泵、壓縮機等大功率機械設備的驅動系統中。級聯型高壓變頻器在每次上電初期，需給數量眾多的電容充電，瞬間的充電電流很大，這會對變頻器內部整流元件及用戶的用電均帶來不利影響。

???目前實現減小上電瞬間沖擊電流的方法有以下幾種：一般通用的級聯型高壓變頻器功率單元三相交流進線，使用三相全橋整流橋共六只二極管。將三相的上半橋或下半橋的二極管更換成半控型器件電力晶閘管，上電時同過調整晶閘管驅動波形來限制充電過程中電壓直接加在電容上造成的過大的沖擊電流。但是此方法的弊端是，需要使用數量眾多的半控型器件和驅動電路，不僅增加了成本、工藝上的難度還增加了影響變頻器穩定運行的風險。還有直接在功率單元直流側直跨接旁路功率電阻的方式，在預充電過程結束后通過接觸器的閉合將功率電阻短路以達到不影響正常工作電壓的目的。但是此方法還是存在每個單元都需要安裝功率電阻和接觸器控制電路的弊端，不僅增加了成本還增加了工藝上的復雜度。同時還可以實現高壓變頻器能夠在不用高壓供電的情況下，低壓通電調試的目的。

實用新型內容

本實用新型目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種通過單元外部接線實現預充電和低壓調試供電的裝置。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種為級聯型高壓變頻器提供預充電和低壓調試供電的裝置，所述的級聯型高壓變頻器內的移相變壓器一次側設置有輔助繞組，本裝置包括電路部分和控制部分，所述的電路部分為：所述的輔助繞組的三相輸入端通過三個限流電阻與三相低壓電源相連，在限流電阻與三相低壓電源之間串聯有主接觸器組，所述的移相變壓器的二次側與級聯型高壓變頻器的功率單元相連；所述的控制部分為級聯型高壓變頻器的主控箱，主控箱上設置有輸入信號按鈕，主控箱輸出的信號控制所述主接觸器組的通斷，所述功率單元與主控箱之間進行信號通信連接。????????

本實用新型的特征還在于：如果預充電的瞬間沖擊電流過大，可在輔助繞組的每個輸入端的主接觸器組和限流電阻兩端并聯有相串聯的接觸器組和限流電阻；所述的限流電阻為大功率波紋電阻；所述的三相低壓電源的電壓為380V。????

本實用新型的工作原理是：通過級聯型高壓變頻器的人機界面設定變頻器是需要預充電動作還是低壓調試動作，當設定為預充電動作時，按輸入信號按鈕，有脈沖信號通過主控箱IO口送入主控箱控制芯片，主控箱通過級聯型高壓變頻器的外圍接口繼電器判斷級聯型高壓變頻器是否處于無高壓狀態，若是，主控箱發出信號使所述的主接觸器組閉合，所述的直流母線電容處于預充電狀態，當直流母線電容電壓達到工作電壓的70%時，功率單元發出充電完成信號進入主控箱內，主控箱判斷預充電完成，主控箱就發出斷開主接觸器組和允許上高壓的信號，預充電過程完成；當設定為低壓調試動作時，按輸入信號按鈕，有脈沖信號通過主控制箱IO口送入主控箱控制芯片，主控箱通過級聯型高壓變頻器的外圍接口繼電器判斷高壓變頻器是否處于無高壓狀態，若是，主控箱發出信號使所述的主接觸器組閉合，功率單元不發出充電完成信號，主控箱也不發出關閉主接觸組和允許上高壓信號，使功率單元的PCB板一直處于得電狀態以供完成低壓調試過程。

????本實用新型的優點是：本實用新型在輸入端串聯了大功率波紋電阻，減小了沖擊電流對器件的不利影響，完善了預充電過程，另外，還實現了在沒有高壓供電的情況下完成級聯型高壓變頻器的低壓調試過程，有成本低、工作可靠的優點。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路部分示意圖。

圖2為本實用新型的控制部分示意圖。

具體實施方式

一種為級聯型高壓變頻器提供預充電和低壓調試供電的裝置，所述的級聯型高壓變頻器內的移相變壓器T一次側設置有輔助繞組，本裝置包括電路部分和控制部分，所述的電路部分為：所述的輔助繞組的三相輸入端通過三個限流電阻R2與三相低壓電源U相連，在限流電阻R2與三相低壓電源U之間串聯有主接觸器組KM2，所述的移相變壓器T的二次側與級聯型高壓變頻器的功率單元相連，功率單元外接一直流母線電容C；所述的控制部分為級聯型高壓變頻器的主控箱，主控箱上設置有輸入信號按鈕，主控箱輸出的信號控制所述主接觸器組KM2的通斷，所述功率單元與主控箱之間進行信號通信連接。????????

????本實用新型是從移相變壓器380V輔助繞組側，輸入充電電壓。當直流母線電容C得電瞬間，相當于短路，對器件沖擊電流很大，為減小沖擊電流對器件的不良影響，故在輸入側串聯大功率波紋電阻以限制電流大小，根據變壓器手冊中的短路參數可以計算出沖擊電流與限流電阻之間的關系，當直流母線電容C充電完成后，輔助繞組側的限流電阻R2上的電流則穩定，限流電阻R2與輔助繞組線圈相當于分壓的關系。為保證在串聯大功率波紋電阻的情況下，功率單元得電電壓能夠達到正常工作電壓的70%以上，則需要根據變壓器空載參數計算大功率波紋電阻與電壓之間的關系。故根據變壓器短路參數和空載參數便可計算出所需串聯大功率波紋電阻R2的阻值和功率。如果沖擊電流過大，需要選擇的電阻值過大會影響功率單元得電電壓的情況下，可以考慮上電瞬間串聯一組限流電阻R2和主接觸器組KM2以滿足限值充電的要求，延時一段時間后再并聯一組限流電阻R1和接觸器組KM1以滿足充電電壓的要求。預充電和低壓調試過程控制則是通過主控箱和外圍接口繼電器和接觸器完成的。通過級聯型高壓變頻器的人機界面的觸摸屏可以設定變頻器是需要預充電動作還是低壓調試動作。預充電動作流程為：通過觸摸屏將預充電功能打開，通過點動按鈕將充電開始脈沖信號通過主控箱IO口送入主控箱控制芯片，主控箱則判斷級聯型高壓變頻器是否處于無高壓電可以充電的狀態，如果處于無高壓電狀態時，主控箱發出信號控制主接觸器組KM2使其閉合，功率單元內的直流母線電容C處于預充電狀態，充電一段時間后，功率單元發出充電完成信號進主控箱內，主控箱根據變頻器充電完成狀態的判斷，輸出信號斷開輔助繞組側主接觸器組KM2和輸出一路允許上高壓的信號，預充電過程完成。因為功率單元直流母線電容C放電存在一個時間，主控箱判斷當直流母線電容C電壓不低于50%時允許上高壓。當低壓調試功能打開時，主控箱得到充電開始脈沖信號后則會保持輔助繞組側主接觸器KM2組處于閉合狀態，不會輸出低壓斷電信號和高壓允許上電信號，此時高壓變頻器保持處于低壓供電狀態，功率單元各PCB板得電正常工作以供完成低壓調試。