[发明专利]一种变流器设备软启动装置及软启动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于变流器设备实现软启动的装置，还涉及使用该装置实现变流器设备软启动的方法。

背景技术

随着半导体器件性能的进一步提升，变流器设备也得到了更加广泛的应用，在新能源产业和电机的变频调速领域中，变流器已经成为不可或缺的重要设备。

变流器设备启动过程中的冲击问题，是影响系统正常工作、影响变流器使用寿命的重要问题。随着新能源技术的突破，产能的功率等级在不断上升，变流器的功率等级也在相应地上升，在高电压、大电流（通常指690V以上等级的电压，1000A以上等级的电流）的工作条件下，变流器启动过程中的冲击问题变得更加突出，解决好变流器设备的软启动问题，成为变流器发展的关键。

解决变流器设备软启动的方案有多种。如图1所示是常用的软启动方案：直流母线预充电软启动方案，该方案包括一个预充电回路，该预充电回路包括限流电阻和整流桥14，限流电阻包括交流侧电阻9和或直流侧电阻15，整流桥14经交流侧电阻9连接在变流器电网侧IGBT三相桥3的高压开关元件6与电网侧1之间，整流桥14经直流侧电阻15连接在变流器电网侧IGBT三相桥3与直流母线电容5之间。软启动时，高压开关元件6先断开，电网通过预充电回路向直流母线充电。由于该方案在整流桥14的交流侧和或直流侧设置了限流电阻，使充电电流受到限制，充电时直流母线电压缓慢上升。当电压上升到一定值之后，闭合主回路高压开关元件6，断开预充电回路的低压开关元件9，软启动过程结束。

但是，该软启动方案存在如下缺陷：由于预充电回路采用限流电阻对充电电流进行限制，限流电阻损耗大，发热严重，可靠性低，在频繁启动的工作条件下限流电阻容易损坏，大大降低了该软启动系统的工作可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一在于，提供一种变流器设备软启动装置，克服现有直流母线预充电软启动方案存在的可靠性低的缺陷。

本发明要解决的技术问题之二在于，提供一种变流器设备软启动方法，使用上述变流器设备软启动装置实现变流器设备的软启动，克服现有直流母线预充电软启动方案存在的可靠性低的缺陷。

本发明解决其技术问题之一所采用的技术方案是：构造一种变流器设备软启动装置，包括软启动回路，其特征在于，还包括电流检测装置和或电压检测装置；

该软启动回路包括变压器和低压开关元件，该变压器输入端经所述低压开关元件连接软启动低压电源，该变压器输出端与变流器设备连接为变流器直流母线电容充电；

该电流检测装置连接在所述变压器的输入端或输出端以检测所述软启动回路的电流；

该电压检测装置设置在变流器设备的直流母线上以检测直流母线电压。

在本发明的变流器设备软启动装置中，所述变压器输出端与变流器设备的电网侧IGBT三相桥交流侧连接，通过该电网侧IGBT三相桥整流为变流器直流母线电容充电。

在本发明的变流器设备软启动装置中，所述变压器输出端与变流器设备的机侧IGBT三相桥交流侧连接，通过该机侧IGBT三相桥整流为变流器直流母线电容充电。

在本发明的变流器设备软启动装置中，所述软启动回路包括软启动三相整流桥，所述变压器输出端连接该软启动三相整流桥的交流侧，该软启动三相整流桥的直流侧连接变流器设备的直流母线，为变流器直流母线电容充电。

在本发明的变流器设备软启动装置中，所述软启动回路包括低压熔丝，该低压熔丝串联在所述变压器的输入端。

在本发明的变流器设备软启动装置中，所述电流检测装置为电流霍尔元件或电流互感器，所述电压检测装置为电压霍尔元件、电阻分压检测装置。

本发明解决其技术问题之二所采用的技术方案是：提供一种变流器设备软启动方法，该方法基于如下变流器设备软启动装置实现变流器设备的软启动，该装置包括软启动回路、电流检测装置和或电压检测装置；

该软启动回路包括变压器和低压开关元件，该变压器输入端经所述低压开关元件连接软启动低压电源，该变压器输出端与变流器设备连接为变流器直流母线电容充电；

该电流检测装置连接在所述变压器的输入端或输出端以检测所述软启动回路的电流；

该电压检测装置设置在变流器设备的直流母线上以检测直流母线电压；

其特征在于，包括如下步骤：

S1、检测交流电网电压和软启动低压电源电压，如交流电网电压和软启动低压电源电压正常，进入下一步，否则终止软启动；

S2、闭合低压开关元件，软启动回路为直流母线电容充电；