CN102474172B - 电压中间电路变换器的中间电路电容器的放电方法 - Google Patents

电压中间电路变换器的中间电路电容器的放电方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种为一电压中间电路变换器(2)的一中间电路电容器(CZK)放电的方法，所述电压中间电路变换器的网侧换流器(4)具有可断功率半导体(A1，...，A6)，且可借助一由一预充电接触器(VS)、一预充电电阻器(RV)、一变压器(T)和一主开关(HS)构成的串联电路与一交流电网连接，所述预充电接触器和预充电电阻器可用一电源接触器(NS)跨接。根据本发明，将所述主开关(HS)和所述电源接触器(NS)断开，其中，将预充电接触器(VS)闭合，将所述线路侧换流器(4)的两个沿对角线相对布置的可断功率半导体(A1，A4；A2，A3)接通。借此实现一种无需设置附加组件便能为电压中间电路变换器(2)的中间电路电容器(CZK)放电的方法。

Description

电压中间电路变换器的中间电路电容器的放电方法
技术领域
本发明涉及一种为一电压中间电路变换器(converter)的一中间电路电容器放电的方法，所述电压中间电路变换器的线路侧上的电子功率变流器具有可断开的功率半导体，且可借助一串联电路与一交流电网连接，其中该串联电路可由包括一充电接触器、一预充电电阻器、一变压器和一主开关的线路接触器旁路。
背景技术
电压中间电路变换器一般都设有预充电电路。用该预充电电路为中间电路电容器充电。通过选择预充电电阻来调节充电电流。这个充电电流不得超过线路侧换流器的可断开功率半导体的反向二极管的最大二极管电流。如果未设充电电阻器，所形成的充电电流将会超过线路侧二极管的最大载流能力。其结果就是这部分二极管的损坏。一旦中间电路电容器达到最大荷电量的例如80％，就用线路接触器旁路预充电电阻器。如此一来，线路侧换流器就通过电源变压器与交流电网连接。
实施维护工作或者排除故障时，必须确保中间电路电容器在电压中间电路变换器断开后的较短时间内放电。至少需要确保中间电路电容器上的下降电压不大于60V直流电压。在此情况下，当维护人员接触这个直流电压时才不会形成触电电流。
市场上有售的电压中间电路变换器借助可通断电阻器为中间电路电容器放电。这个电阻器与中间电路电容器电性并联。也就是说，放电操作需要用到附加组件，例如接触器或可断功率半导体以及电阻器。
DE 102007047713A1揭示一种使用既有预充电电阻器为高压网络放电的方法。具有直流电压电容器的电路是混合动力汽车中的高压网络。在最简单的情况下，这个高压网络由电池、包含直流电压电容器的功率变换器、一或多个电机、其他高压用电设备以及为所有高压组件建立导电连接的电缆束。高压电池可以借助由预充电电阻器和开关构成的可跨接串联电路与直流电压电容器的正极连接。该直流电压电容器的负极则可借助另一开关与高压电池的负极连接。放电过程使用放电接触器，其同样具有普通的闭合触点或开关。这个放电接触器与预充电电阻器连接的方式使得预充电电阻器在放电接触器的触点闭合时与直流电压电容器电性并联。
这一措施将已知的放电电路缩减至一个接触器，因为预充电电阻器不仅用于充电，也能用来放电。通过确定预充电电阻器的尺寸，可以使直流电压电容器的放电速度远快于使用独立放电电路时的放电速度。虽然放电电路已经过很大程度的简化，但仍然需要使用附加组件，即接触器，该接触器不但需要占用相应的安装空间，还需要与具有直流电压电容器的电路进行连接。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种为一前述类型的电压中间电路变换器的一中间电路电容器放电的方法。
权利要求1所述的处理步骤为本发明用以达成上述目的的解决方案。
通过将一主开关和一线路接触器断开，同时将既有的预充电接触器以及所述线路侧换流器的两个沿对角线相对布置的可断开的功率半导体接通，使所述预充电电阻器与所述中间电路电容器电性并联。这样就在电压中间电路变换器的中间电路电容器的放电过程中也能对预充电电阻器加以利用，不必设置附加的接触器或开关。也就是说，前述类型的电压中间电路变换器的中间电路电容器放电时使用的是既有组件。
附图说明
图1为用电压中间电路变换器的变压器进行单相供电的方案；以及
图2为用电压中间电路变换器的变压器进行三相供电的方案。
具体实施方式
下文将参照附图以及附图所示的两种关于电压中间电路变换器的实施方式对本发明作进一步说明。
图1仅示意了电压中间电路变换器2中包含中间电路电容器CZK的电压中间电路以及线路侧换流器4。
为清楚起见，附图未详细示意负载侧换流器及连接在该换流器上的负载。电压中间电路变换器2可借助其他组件与单相交流电网连接。这些附加组件包括预充电电路6、桥接电路8、用于电位分离的变压器T和主开关HS。由于电压中间电路变换器2连接在单相交流电网上，线路侧功率换流器(power converter)4仅具有两个桥接旁路10和12，这些桥接旁路各具有两个电性串联的可断开的功率半导体A1、A2和A3、A4。变压器T的次级绕组16的一个端子通过桥接电路8连接在桥接旁路10的交流电压侧端子14上。这个次级绕组16的第二端子则直接与线路侧换流器4的桥接旁路12的交流电压侧端子18连接。预充电电路6与桥接电路8电性并联。这个预充电电路6具有预充电接触器VS和预充电电阻器RV。预充电接触器VS与预充电电阻器RV电性串联。桥接电路8仅具有电源接触器NS。变压器T的初级绕组20可借助主开关HS与图中未详示的交流电网连接。
如果将上述电压中间电路变换器2连接到单相交流电网上，主开关HS和预充电接触器VS就会闭合。由此接通一条电流路径，在该电流路径上流动的充电电流为中间电路电容器CZK充电。这个中间电路电容器CZK一达到最大荷电量的例如80％，电源接触器NS就会闭合。在此情况下，预充电电路6被跨接。随后可无电断开预充电接触器VS。
为电压中间电路变换器2的中间电容器CZK放电时按下述方式进行操作：
首先通过断开主开关HS来从交流电网上断开电压中间电路变换器2。接下来将线路接触器NS断开，将预充电接触器VS闭合。如此一来，预充电电阻器RV将和变压器T的次级绕组16一起与线路侧换流器4的交流电压侧端子14和18电性并联。为了使预充电电阻器RV与电压中间电路变换器的中间电路电容器CZK电性并联，只需要再接通线路侧换流器4的四个可断开的功率半导体中的其中两个可断开的功率半导体。或者接通可断功率半导体A1和A4，或者接通可断功率半导体A2和A3。中间电路电容器CZK放电后，将预充电接触器VS断开，将已接通的可断开的功率半导体A1、A4或A3、A2重新关断。
本发明的上述方法可以借助既有的预充电电阻器RV为附图所示的电压中间电路变换器2的中间电路电容器CZK放电，而不需要设置放电接触器。
图2为用于连接到三相交流电网(未详示)上的电压中间电路变换器2。这种实施方式与图1所示实施方式之间的区别在于，线路侧功率换流器4仅具有三个桥接旁路。变压器T仍然采用三相变压器。主开关HS、线路接触器NS和预充电接触器VS也分别采用三相设计。图2所示的实施方式使用三个预充电电阻器RV，而不再是一个预充电电阻器RV。虽然实施方式有所变化，但为中间电路电容器CZK放电的方法没有任何改变。

Claims (2)

1.一种为一电压中间电路变换器(2)的一中间电路电容器(CZK)放电的方法，所述电压中间电路变换器的线路侧换流器(4)具有可断开的功率半导体(A1，…，A6)，且借助一由一预充电接触器(VS)、一预充电电阻器(RV)、一变压器(T)和一主开关(HS)构成的串联电路与一交流电网连接，其中所述预充电接触器(VS)和预充电电阻器(RV)用一电源接触器(NS)跨接，其中，将所述主开关(HS)和所述电源接触器(NS)断开，将预充电接触器(VS)闭合，将所述线路侧换流器(4)的两个沿对角线相对布置的可断开的功率半导体(A1，A4；A2，A3)接通。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
当所述中间电路电容器(CZK)达到一预定的减小的荷电量时，将所述预充电接触器(VS)断开，将所述电压中间电路变换器(2)的线路侧换流器(4)的两个已接通的可断开的功率半导体(A1，A4；A2，A3)关断。
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