[发明专利]一种通用型高压变流器启动装置

说明书

本发明公开了一种通用型高压变流器启动装置，包括预充电模块、主回路模块和检控模块，其中，预充电模块包括低压电源、充电开关、限流电阻、调压单元和整流桥；主回路模块包括高压电源和高压开关；检控模块包括电压传感器和控制器，电压传感器用于实时检测高压变流器中直流母线电容电压；控制器被配置为在高压变流器初始上电时，控制充电开关闭合，实现预充电模块对直流母线电容的低压预充电，当电压传感器检测到直流母线电容电压达到设定电压V_t，且预充电过程持续时间t大于设定时间T时，控制充电开关断开，并控制高压开关闭合，实现主回路模块对直流母线电容的供电。本发明提供的通用型高压变流器启动装置，具有制造成本低、通用性高的特点。

技术领域

本发明属于高压变流器的启动技术领域，更具体地，涉及一种通用型高压变流器启动装置。

背景技术

随着高压直流系统在船舶上的成功应用，4kV及以上的变流器被广泛应用在推进及发射系统中，高压变流器在每次开机运行时，需要先建立直流母线电压，而其中功率单元和直流母线一般有许多直流电容器，如果装置直接上电会产生的巨大的冲击电流。因此需要采用预充电装置减小冲击电流，使其对电网和本系统的冲击降低到合理范围，从而提高系统的可靠度，也减小对电网的干扰。

目前，针对高压变流器装置预充电方法主要有两种。一种方法是在变流器的高压输入侧安装抑制电路，该电路由充电回路开关K1、充电电阻R1和与之并联的主回路开关K2组成，串联在高压电源与高压变流器的输入端之间。在高压上电前，主回路开关K2处于断开状态，通过充电回路开关K1及充电电阻R1对变流器进行充电，充电完成后闭合主回路开关K2，充电过程结束。由于该电路属于高压电路，所用的器件均为高压器件，所用成本高且能耗大。另一种方法是高压变频器在整流变压器内增加辅助绕组，通过低压电源和充电电阻向整流变压器的辅助绕组原边绕组供电，通过整流变压器在副边绕组上产生感应电压，通过变频器自带的整流回路对直流电容进行充电。充电完成后，闭合主回路开关，断开充电电路。该方案仅适用于交流输入系统，通过整流变压器辅助绕组激磁，稳态激磁电流较大，过大的激磁电流会在充电电阻上产生很大压降，需采用多组大功率电阻，分别串联接触器逐组切除，体积大，成本高，效率低且无法实现高压逆流器的充电。

因此，如何解决上述传统预充电方式成本高、通用性差的问题是亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种通用型高压变流器启动装置，具有制造成本低，通用性高的特点。

为实现上述目的，本发明提供了一种通用型高压变流器启动装置，其特征在于，包括：

预充电模块，包括低压电源、充电开关、限流电阻、调压单元和整流桥，所述低压电源通过所述充电开关、所述限流电阻、所述调压单元、所述整流桥与高压变流器中的直流母线电容相连；

主回路模块，包括高压电源和高压开关，所述高压电源通过高压开关与所述直流母线电容相连；

检控模块，包括电压传感器和控制器，所述电压传感器与所述直流母线电容相连，所述控制器分别与所述电压传感器、所述充电开关、所述调压单元、所述高压开关相连；

其中，所述控制器被配置为在所述高压变流器初始上电时，控制所述充电开关闭合，实现所述预充电模块对所述直流母线电容的低压预充电，当所述电压传感器检测到所述直流母线电容电压达到设定电压V_t，且预充电过程持续时间t大于设定时间T时，控制所述充电开关断开，并控制所述高压开关闭合，实现所述主回路模块对所述直流母线电容的供电。

相比于传统的高压变流器预充电方式，本发明提供的通用型高压变流器启动装置，在初始上电时，采用预充电模块对高压变流器进行低压预充电，该预充电模块为低压电路，使得该电路中所用器件采用低压器件即可实现对高压变流器的预充电，可有效降低预充电成本；同时预充电模块中还增设有调压单元，可满足对不同直流母线电容进行低压预充电，通用性和适应性强。