[實(shí)用新型]一種三相整流橋中單電阻軟上電電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922039441.3
• 申請日: 2019-11-23
• 公開（公告）號: CN210745029U
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳熠;謝雅馨;龍沁雪;冷思超;張釗瑞;施路偉;鄭啟鵬;童宇;孫偉濤;張勇;常中科;楊喜軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: H02M7/162
• 分類號: H02M7/162;H02M1/36
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

本實(shí)用新型公開了一種三相整流橋中單電阻軟上電電路，包括：第一至第三晶閘管、第一至第三二極管、電解電容、上電電阻、第一、第二空氣斷路器；第一至第三晶閘管的陰極相連；第一至第三二極管的陽極相連；第一晶閘管陽極與第一二極管陰極相連；第二晶閘管陽極與第二二極管陰極相連；第三晶閘管陽極與第三二極管陰極相連；第一至第三晶閘管的門極分別與控制器信號相連；電解電容的正極與輸出直流正極相連，負(fù)極與輸出直流負(fù)極相連；上電電阻并聯(lián)于第一晶閘管的陽極與陰極之間；第一、第二空氣斷路器的輸入端與三相電源相連，輸出端分別與a相、b相、c相輸入相連。通過本實(shí)用新型，結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、上電電阻損耗小。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電力電子變換技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種三相整流橋中單電阻軟上電電路。

背景技術(shù)

三相二極管整流電路或含有三相二極管整流電路的電力電子變換電路，廣泛地應(yīng)用在工業(yè)變頻器、有源電力濾波器、可控整流器等應(yīng)用領(lǐng)域，成為必備電路。三相二極管整流電路結(jié)構(gòu)采用電解電容，經(jīng)過濾波得到直流電壓，為后級電力電子變頻器提供直流電源。

三相二極管整流電路需要采用軟上電(預(yù)充電)措施，形成RC充電電路，使得上電過程緩慢，電解電容電壓可控，網(wǎng)側(cè)沖擊電流幅值符合安全標(biāo)準(zhǔn)，否則快速上升的電解電容電壓足以擊穿電路中含有的功率開關(guān)，快速突變的沖擊電流將燒毀功率開關(guān)和熔斷器，并引發(fā)線路電路器誤動作以及嚴(yán)重的EMI干擾。

三相二極管整流電路的常用上電限流措施：(1)直流正極串聯(lián)限流功率電阻或PTC熱敏電阻；(2)三相交流線路三相各串聯(lián)一只限流功率電阻；(3)三相交流線路其中兩相各串聯(lián)一只限流功率電阻。其中，第三種措施為常用措施，上電時限流功率電阻起到限流作用，上電結(jié)束后時利用繼電器切除上電時限流功率電阻，整流電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

關(guān)于單相或三相二極管整流電路或含有二極管整流電路的電力電子變換電路的軟上電問題，已經(jīng)引起廣泛的關(guān)注，提出了多種軟上電電路，可以實(shí)現(xiàn)有級軟上電，電解電容電壓上升緩慢和網(wǎng)側(cè)電流峰值得到抑制。

經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，張相軍等在2011年6月的“電機(jī)與控制學(xué)報”文章中，在總結(jié)了兩種傳統(tǒng)的軟啟動電路后，提出了“一種啟動沖擊電流抑制電路”，即三級沖擊電流抑制電路，該電路可有效抑制啟動時的一次沖擊電流和二次沖擊電流。實(shí)用新型專利“電力變換裝置”(P2001—238459A)公開了一種改變單純二極管整流橋為高端、低端或全橋為晶閘管的整流橋，并使得晶閘管并聯(lián)合適的電阻和二極管支路，為此可以實(shí)現(xiàn)軟上電功能，上電結(jié)束后晶閘管導(dǎo)通，觸發(fā)角為零，起到二極管作用。

現(xiàn)有軟上電方案均存在一個問題，尤其對于三相二極管整流電路，沒有考慮所有上電電阻在上電過程中的總損耗，因而也沒有制定相應(yīng)的上電電路和上電方案。由于電路的嚴(yán)重非線性問題，上電過程中上電電阻的總損耗的計算非常困難，因而也就沒有上電過程中上電電阻總損耗最小的軟上電方案。

經(jīng)過細(xì)致反復(fù)的計算機(jī)輔助分析，發(fā)現(xiàn)在濾波或儲能電解電容充電充滿過程中，不同的技術(shù)方案中上電電阻總損耗不一樣，因此可以充分利用該發(fā)現(xiàn)，涉及合理的上電方案，以便降低上電損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目的。

具體地，(1)直流電源供電時，上電電阻總損耗相對電解電容儲能的比例最高，為100％；(2)三相交流二極管整流電路中，上電電阻置于直流正極，上電電阻總損耗相對電解電容儲能的比例很高，大約為92.6％；(3)三相交流二極管整流電路中，三只上電電阻分別置于三相交流線路，上電電阻總損耗相對電解電容儲能的比例較高，大約為89.3％；(4)三相交流二極管整流電路中，兩只上電電阻分別置于任意兩相交流線路，上電電阻總損耗相對電解電容儲能的比例較低，大約為84.1％；(5)單相交流二極管整流電路中，不論上電電阻處于交流側(cè)還是直流側(cè)，上電電阻總損耗相對電解電容儲能的比例最低，大約為78.7％。以上比例均是在網(wǎng)壓過零或相電壓ua過零時開始上電過程的，所得結(jié)果與阻值無關(guān)。

以上比例均是在網(wǎng)壓過零或相電壓ua過零時開始上電過程的，所得結(jié)果與阻值無關(guān)。