[发明专利]具有限流装置的变频器和用于运行变频器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在供电电源上运行电机的变频器。该变频器具有整流器，利用该整流器能将电源的交流电压转换成经过整流的电压。在整流器的直流电压输出端处连接有中间电路电容器。可以利用来自电源的电流为该中间电路电容器充电，其中，借助限流装置来限制充电电流的电流强度。

背景技术

下面借助图1中所示的框图来详细阐述所述种类的变频器的原理上的工作方式。所示的变频器10具有电源接头12。借助该电源接头，变频器通过（未示出的）主接触器连接在供电电源上，或简言之连接在电源14上。电源14可以是例如三相的三相电源（例如400V，50Hz或60Hz）。

变频器10具有整流器16，该整流器将电源的交流电压转换成经过整流的电压，在此以U_ZK来表示该电压。在整流器16的直流电压输出端上连接有中间电路18的汇流排ZK+，ZK-。

在汇流排ZK+，ZK-上可以连接一个或多个逆变器，这出于清晰原因在图1中没有示出。借助这种逆变器可以在第二转换步骤中由直流电压U_ZK产生出用于运行电机的交流电压。该交流电压的频率在此可以通过逆变器来进行调节。

在中间电路18中通过至少一个中间电路电容器22来提供中间电路电容，通过该中间电路电容来平稳化直流电压U_ZK。在此将中间电路电容理解成这样一种电容，该电容足够大，从而能够在所述转换过程中将由整流器16所产生的直流电压U_ZK的波动性平稳化，从而使其不会影响到第二个转换步骤。优选地该中间电路电容也足够大到能够在电源交流电压的历时几毫秒的短时间失效的情况下不中断地运行电机。

为了借助变频器10来运行电机，所述主接触器闭合。整流器接着产生了直流电压U_ZK，由此为中间电路电容器22充电。下面将该充电过程称为预充电阶段或中间电路电容器的预充电。

在对中间电路电容器20进行充电直至直流电压U_ZK达到期望的电压值之后，则可以运行电机。为此，变频器的逆变器由直流电压U_ZK产生了交流电压，通过该交流电压在电机中产生了三相电流。这个过程在下面被称为运行阶段。

在闭合主接触器之前，中间电路电容器22通常是未充电的。在预充电阶段中由此出现了以下问题，即，在闭合主接触器之后从电源14流到未充电的中间电路电容器22中的充电电流的电流强度由于中间电路电容器的大电容而可能大到损害整流器16的部件。

因此在变频器10中，流入变频器10的各个电源相导体中的充电电流由此流经预充电电阻R₁，R₂，R₃。其共同实现了限制电流。预充电电阻R₁，R₂，R₃可以是例如与温度相关的PTC-电阻（PTC-正温度系数）。

在变频器10中，可以将不同的逆变器连接在中间电路18的汇流排ZK+和ZK-上。这也可以随后由变频器10的使用者来进行。由此在连接时可能导致错误。例如，在中间电路18或在通过逆变器与该中间电路相连接的电机中引起短路。在主接触器闭合之后，在预充电阶段中随后流过短路电流，该短路电流的电流强度仅受到了预充电电阻R₁，R₂，R₃的限制。与在对中间电路电容器22进行充电时不同的是，短路电流却持续地以短路电流强度流过。在此，在预充电电阻R₁，R₂，R₃中进行转换的损耗功率可能强烈地加热这些预充电电阻并且最终将其损坏。

发明内容

本发明的目的在于，为上述类型的变频器的部件提供足够的保护。

该目的通过根据权利要求1所述的变频器以及根据权利要求7所述的方法来实现。根据本发明的变频器以及根据本发明的方法的有利的改进方案由从属权利要求给出。

根据本发明的变频器用于在电源上运行电机。如这种类型的变频器那样，该变频器具有整流器，在其直流电压输出端上连接了具有至少一个中间电路电容器的中间电路。