CN101521472A - 变频器的预充电控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变频器的预充电控制电路，由可控硅组成的整流桥上通入三相交流电压时，由于可控硅触发控制模块还没有足够的工作电源，整流桥上的可控硅处于未触发状态，此时，系统将通过预充电模块给电解电容充电，当充电至一定电压后，可控硅触发控制模块开始有了工作电源并开始工作；可控硅触发控制模块开始工作后，就持续不断地采样三相交流输入电压，并与预定的参考值进行比较，当采样值大于预定参考值时，将输出开通触发信号给可控硅，实现三相整流输出，此后，电流几乎不再流经预充电电路，从而实现变频器的预充电控制功能。

Description

变频器的预充电控制电路
技术领域
本发明涉及一种变频器，尤其涉及该变频器的预充电控制电路。
背景技术
变频驱动控制技术是目前应用最多最广泛的技术之一，它不仅可以提高效率、节能降耗，还可以提升工艺水平，提高产品质量，是当前社会大力发展的技术之一。变频器正是应用这种技术的产品之一。它是实现交流电机高效控制的关键。目前，变频器结构较多采用的是交直交方式，这种方式中需要在三相整流后有较大的整流滤波电解电容，实现从交流到直流的变换。该结构在上电过程中如果不对电流有所限制，将极大的影响电解电容及整流模块的寿命。
现有技术中通常的做法是通过一个限流电阻和一个继电器或接触器配合实现变频器预充电控制技术，如图1所示。上电时，由于继电器或接触器隔离控制模块还未有工作电源，从而继电器或接触器的触点处于断开状态，此时，三相交流电经整流桥整流后，通过限流电阻R0给后面的电解电容充电，当充电至一定电压后，继电器或接触器隔离控制模块有了有效工作电源，继电器或接触器的触点受控，由断开状态转为闭合状态，如此一来，限流电阻R0被继电器或接触器短接掉了，电流不再流经电阻R0，从而降低了限流电阻上的功耗延长了限流电阻寿命。
但是，随着变频器功率规格的不断增大，对继电器或接触器、限流电阻的性能要求越来越高，其成本也急剧增加。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种变频器的预充电控制电路，旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：分别连接三相交流输入的整流桥；在整流桥的母线VP和母线VN之间并接由电容C1和电容C2串接而成的线路以及由电阻R1和电阻R2串接而成的线路；在电容C1的正极连接母线，电容C2的阴极连接母线；电容C1和电容C2的节点和电阻R1和电阻R2节点相连；母线VP的还与电源变换模块相连；还包括：串接在三相交流输入其中一个输入端和母线VP之间的一个电阻和一个整流二极管；电阻的一端与整流二极管的阳极相连；一个可控硅触发控制模块；所述的可控硅触发控制模块的一个输入端连接三相交流输入，另一个输入端与电源变换模块相连；可控硅触发控制模块的三个输出端与整流桥相连；所述的电源变换模块是由变压器增加一个输出绕组；所述的输出绕组经过一个整流二极管D11与一个滤波电容C11；其中，输出绕组的输出负端与直流母线VP相连，整流二极管D11的负极和滤波电容C11的正极与电源VDD相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用较低的成本，实现了变频器预充电控制功能。
附图说明
图1是现有技术中预充电控制电路模块图；
图2本发明模块图；
图3是图2中电源变换模块图。
图4是图2中可控硅触发控制模块图；
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步描述：
由图2、图3、图4所示，本发明包括：分别连接三相交流输入的整流桥；在整流桥的母线VP和母线VN之间并接由电容C1和电容C2串接而成的线路以及由电阻R1和电阻R2串接而成的线路；在电容C1的正极连接母线VP，电容C2的阴极连接母线VN；电容C1和电容C2的节点和电阻R1和电阻R2节点相连；母线VP的还与电源变换模块相连；还包括：串接在三相交流输入其中一个输入端和母线VP之间的一个电阻R0和一个整流二极管D0；电阻R0的一端与整流二极管D0的阳极相连；一个可控硅触发控制模块；所述的可控硅触发控制模块的一个输入端连接三相交流输入，另一个输入端与电源变换模块相连；可控硅触发控制模块的三个输出端与整流桥相连；所述的电源变换模块是由变压器增加一个输出绕组；所述的输出绕组经过一个整流二极管D11与一个滤波电容C11；其中，输出绕组的输出负端与直流母线VP相连，整流二极管D11的负极和滤波电容C11的正极与电源VDD相连；
所述的可控硅触发控制模块包括：分别与三相输入相连的由电阻R11到电阻R1N组成的电阻R1网络、由电阻R31到电阻R2N组成的第二电阻网络、以及由电阻R31到电阻R3N组成的第三电阻网络；电阻R1网络中的电阻R1N与电阻R41和稳压管Z11相连的节点和MCU相连；第二电阻网络中的电阻R2N与电阻R42和稳压管Z12相连的节点和MCU相连；第三电阻网络中的电阻R3N与电阻R43和稳压管Z13相连的节点和MCU相连；电阻R41、电阻R42以及电阻R43的一端与电压VCC相接；稳压管Z11、稳压管Z12以及稳压管Z13的阳极接地；MCU的输出与可控硅触发控制的驱动模块相连，驱动模块的输出与整流桥相连；所述的N是正整数，在1到100范围内，它与选用的电阻功率有关。
本发明中：
预充电模块，该模块包括一个限流电阻R0和一个整流二极管D0。与现有技术相比，增加了一个整流二极管D0；
可控硅触发控制模块，该模块实现三相电压检测及可控硅触发信号的输出控制，从而实现变频器的预充电控制功能。而现有技术中，预充电控制是通过接触器或继电器控制一个电阻的接入与否来实现预充电控制功能的。
电源变换模块，该模块包括一个整流二极管D11以及一个滤波电容C11。此处，产生的电源VDD是以母线VP作为参考地。与现有技术相比，本方案增加了一组共母线电源VDD输出。
本发明当在图2所示的由可控硅组成的整流桥上通入三相交流电压时，由于可控硅触发控制模块还没有足够的工作电源，整流桥上的可控硅处于未触发状态，此时，系统将通过预充电模块给电解电容充电，当充电至一定电压后，可控硅触发控制模块开始有了工作电源并开始工作。
可控硅触发控制模块开始工作后，就持续不断地采样三相交流输入电压，并与预定的参考值进行比较，当采样值大于预定参考值时，将输出开通触发信号给可控硅，实现三相整流输出，此后，电流几乎不再流经预充电电路，从而实现变频器的预充电控制功能。对于可控硅的关断，是靠流经该可控硅的电流低于其阈值而实现自动关断的。
本发明与现有方法的不同点在于：现有处理电路中，通常采用高规格的继电器或者接触器来实现变频器的预充电控制功能，它对继电器或者接触器的性能要求较高，而且，现有控制方式需要对继电器或接触器进行隔离控制，从而使得现有控制方式的成本较高，而且随着变频器功率的增加而大大增加！本发明无需继电器或接触器，而且采用以母线VP为参考地的方式，无需增加隔离控制的成本，因此，采用本发明描述的预充电控制技术的变频器，成本较低，通用性较好。

Claims (2)

1.一种变频器的预充电控制电路，包括：分别连接三相交流输入的整流桥；在整流桥的母线(VP)和母线(VN0之间并接由第一电容(C1)和第二电容(C2)串接而成的线路以及由第一电阻(R1)和第二电阻(R2)串接而成的线路；在第一电容(C1)的正极连接母线(VP)，第二电容(C2)的阴极连接母线(VN)；第一电容(C1)和第二电容(C2)的节点和第一电阻(R1)和第二电阻(R2)节点相连；母线(VP)的还与电源变换模块相连；其特征在于还包括：串接在三相交流输入其中一个输入端和母线(VP)之间的一个电阻(R0)和一个整流二极管(D0)；电阻(R0)的一端与整流二极管(D0)的阳极相连；一个可控硅触发控制模块；所述的可控硅触发控制模块的一个输入端连接三相交流输入，另一个输入端与电源变换模块相连；可控硅触发控制模块的三个输出端与整流桥相连；所述的电源变换模块是由变压器增加一个输出绕组；所述的输出绕组经过一个第十一整流二极管(D11)与一个第十一滤波电容(C11)；其中，输出绕组的输出负端与直流母线(VP)相连，第十一整流二极管(D11)的负极和第十一滤波电容(C11)的正极与电源(VDD)相连。
2、根据权利要求1所述的变频器的预充电控制电路，其特征在于：所述的可控硅触发控制模块包括：分别与三相输入相连的由第11电阻(R11)到第1N电阻(R1N)组成的第一电阻网络、由第21电阻(R31)到第2N电阻(R2N)组成的第二电阻网络、以及由第31电阻(R31)到第3N电阻(R3N)组成的第三电阻网络；第一电阻网络中的第1N电阻(R1N)与第41电阻(R41)和第11稳压管(Z11)相连的节点和MCU相连；第二电阻网络中的第2N电阻(R2N)与第42电阻(R42)和第12稳压管(Z12)相连的节点和MCU相连；第三电阻网络中的第3N电阻(R3N)与第43电阻(R43)和第13稳压管(Z13)相连的节点和MCU相连；第41电阻(R41)、第42电阻(R42)以及第43电阻(R43)的一端与电压(VCC)相接；第11稳压管(Z11)、第12稳压管(Z12)以及第13稳压管(Z13)的阳极接地；MCU的输出与可控硅触发控制的驱动模块相连，驱动模块的输出与整流桥相连；所述的N是正整数，在1到100范围内。
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