[发明专利]一种中压大功率变频器的预充电装置和方法

说明书

本发明公开了一种中压大功率变频器的预充电装置，其特征在于，本装置包括：软启动模块2、整流变压器3、整流模块4以及预充电控制模块5，预充电控制模块5用于控制整个预充电过程，并与变频器控制系统进行信息交换；软启动模块2用于调节整流变压器3输入电压的有效值，避免直接上电时直流母线充电引起的冲击电流；整流变压器3用于将低压调整为预充电过程适合的交流电压值，并可用于多脉波整流，减小直流侧电流脉动；整流模块4用于将整流变压器输出的交流电压变为直流电压，直接用于直流母线的预充电。

技术领域

本发明属于中压大功率变频器技术领域，具体涉及一种中压大功率变频器的预充电装置和方法。

背景技术

中压大功率多电平变频器在工业控制领域中应用范围日趋扩大，其中三电平变频器以其结构简单、输出容量大、电流谐波含量小等优点越来越得到重视。

电压源型中压大功率三电平变频器等中压大功率变频器的中间直流环节通常为电解电容，电解电容在没有建立电压状态下,上电瞬间相当于短路状态,充电电流将非常大,可能损害为其供电的前端整流设备、直流母线和电容,所以上电瞬间必须要限制充电电流。目前常规做法是增加高压接触器和功率电阻，这样就会导致变频器成本增加、体积增大、功耗和故障点增加。

同样，对于中压大功率变频器来说，电网侧通常设置大功率整流变压器，此整流变压器二次侧有多个绕组，用于多脉波整流，以减少对电网的污染。除中间直流环节的电解电容的影响外，当电网电压直接施加在未建立稳定励磁的整流变压器上时，会产生7-10倍的激磁电流，影响电网的安全、稳定运行，同时会冲击变频器内部器件，影响其使用寿命。

本发明的第一目的在于解决上述现有的技术问题，提供一种预充电装置，避免母线电容充电电流对变频器的冲击，提高了系统效率，降低了系统成本，并减少了变频器在运行过程中的故障点。

第二目的是避免因整流变压器的激磁电流对电网造成冲击。

发明内容

本发明的第一技术方案为一种中压大功率变频器的预充电装置，其特征在于，包括：软启动模块(2)、整流变压器(3)、整流模块(4)和预充电控制模块(5)；

所述软启动模块(2)的输入端与低压电源相连，输出端与整流变压器(3)的一次侧相连；所述整流模块(4)的输入端与整流变压器(3)的二次侧相连，输出端与中压大功率变频器的直流母线相连；在软启动模块(2)和低压电源之间设置交流接触器(6)。

第二技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述软启动模块(2)包括交流调压电路及其驱动电路。

第三技术方案基于第二技术方案，其特征在于，所述整流变压器(3)具有升压功能，所述预充电装置包含N1个整流变压器，其中N1大于等于1；每个整流变压器二次侧绕组数量为N2，其中N2大于等于1。

第四技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述整流模块(4)由不可控整流电路组成，整流模块之间并联使用或串联使用。

第五技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述预充电控制模块(5)包含可编程器件及其最小系统、电压采集电路、通信电路。

第六技术方案基于第三技术方案，其特征在于，所述整流模块(4)中所包含的不可控整流电路与整流变压器(3)的二次侧绕组相连，且一一对应，整流模块所包含的不可控整流电路的数量为N1*N2。

第七技术方案基于第一至第六中任一技术方案，其特征在于，所述中压大功率变频器为中压大功率三电平变频器或中压大功率五电平变频器。

第八技术方案为一种中压大功率变频器的预充电装置的充电方法，所述中压大功率变频器的预充电装置为权利要求1至7中的任一预充电装置，

其特征在于，包括如下步骤：