CN104518655A

CN104518655A - 一种母线电容预充电电路

Info

Publication number: CN104518655A
Application number: CN201410855323.9A
Authority: CN
Inventors: 刘舒; 冯韬; 温家鹏; 张宇; 柳劲松; 时珊珊; 雷珽; 方陈; 袁加妍
Original assignee: You Ke New Energy Technology Co Ltd; State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Current assignee: You Ke New Energy Technology Co Ltd; State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2015-04-15

Abstract

本发明公开了一种母线电容预充电电路,包括：依次连接在一起的辅助接触器、单相预充隔离变压器、预充电阻、单相整流桥；本发明的优点是：1.预充电阻和主功率电路没有严格相序对应要求，降低了工艺要求；2.预充隔离变压器只需单相，成本低，副边输出电压比主隔离变压器副边输出电压略高；3.PWM整流器只需要是单相整流桥，成本低可靠性高，工作时和IGBT模块无联系，不会损坏IGBT模块；4.本发明只有一个预充电阻，能够杜绝预充电阻炸坏的情况发生。

Description

一种母线电容预充电电路

技术领域

本发明涉及一种母线电容预充电电路,本发明适用于充电机，属于电池充放电设备电力电子设备控制技术领域。

背景技术

目前，传统的大功率PWM整流器由于需要大容量母线支撑电容，如图1所示中的C2，当PWM整流器启动前需要首先将母线电容C2的电压从0V预充到电网线电压峰值左右值，传统电路的时序是首先闭合上图KM2辅助接触器后电网电压A、B、C通过预充电阻R1、预充电阻R2、IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)模块T1，T2，T3预充到C2。该预充电电路充分利用过了原有功率线路A、B、C以及IGBT模块T1、T2、T3，能减少电路元件，但是存在以下问题：

1、在机柜组装时由于需要将电阻R1、R2和电网A、B、C相序严格对应，增加了工艺的复杂程度。

2、组装时跨界线缆太多，如KM1和KM 2之间。

3、由于前端隔离变压器A、B、C、N在内部是短路的，因此用万用表检查电阻相序时，不能检查出是否接线正确，只能靠人工梳理每一个线头来检查，增加质检难度和生产工时。

4、当电阻相序接错时，容易炸电阻，出安全生产事故。

5、当预充电阻R1、R2出现某种短路故障时，容易引起IGBT模块T1、T2、T3损坏，而IGBT模块价格较高。

现有技术之二如图2所示，PWM整流器启动前首先闭合KM1接触器，TR1主隔离变压器副边输出三相电压A、B、C通过交流电感L1、L2、L3，IGBT模块T1、T2、T3以及R1预充电阻将母线电容C2建立初始电压，当电容C2电压预充一段时间后幅值不再升高然后将直流接触器KM2闭合，此时预充电阻R1被旁路掉，整个预充电过程结束，PWM整流器可进入正常启动状态，此方案缺点是：1.主电路需要增加一个直流接触器KM2，由于KM2将流过PWM整流器额定输出电流，因此KM2的容量要求比较大，且耐压要求较高，而直流接触器相对交流接触器价格昂贵且可靠性低。2.由于预充电电路加在了直流侧，由于大功率PWM整流器对于直流侧线路的寄生参数非常敏感，直流接触器的加入必然会增加寄生电感，因此PWM整流器的电子叠层母排设计难度将大幅增加，由于电子叠层母排是整个PWM整流器安全工作的核心组件，该方案势必降低IGBT模块T1，T2，T3运行时的安全裕量，最终降低设备可靠性。

现有技术之三如图3所示，PWM整流器启动前首先闭合KM1接触器，TR1主隔离变压器副边输出三相电压A、B、C通过交流电感L1、L2、L3，IGBT模块T1、T2、T3，R1预充电阻以及KM1将母线电容C2建立电压，当电容C2电压预充一段时间后幅值不再升高后将直流接触器KM2闭合，断开KM1，此时预充电阻R1被旁路掉，整个预充电过程结束，PWM整流器可进入正常启动状态，所以，该技术方案的缺点与上述现有技术相同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的母线电容预充电电路，本发明的一种母线电容预充电电路包括：依次连接在一起的辅助接触器、单相预充隔离变压器、预充电阻、单相整流桥；本发明的一种母线电容预充电电路将预充电电路和主功率电路独立分开，所述主功率电路为由A相、B相、C相三相电压、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块组成的电路，本发明保证了预充电电路器件的损坏不会影响的主功率电路的任何器件。

本发明能够简化组装生产工艺并降低了PWM整流器产品的故障率；本发明能够简化质检流程并提高了PWM整流器的生产效率；

本发明的工作过程如下：

1.首选闭合辅助接触器，此时单相预充隔离变压器副边输出电压经过预充电阻以及单相整流桥给母线电容充电。此电路中单相预充隔离变压器副边输出电压比主隔离变压器副边输出电压高；预充电阻起到限流作用，利用不同阻值大小能够控制母线电容的电压上升速率；单相整流桥用于将单相预充隔离变压器输出的交流电压整流成直流电压；

2.当母线电容的电压不再升高时，预充电过程结束，此时可断开辅助接触器。

3.当辅助接触器断开后，主接触器可随时闭合，PWM整流器随之可正常运行。

4、辅助接触器、单相预充隔离变压器、预充电阻、单相整流桥的位置能够变换。

本发明由于将预充电电路和主功率电路分离开，当PWM整流器启动时首先将预充电路启动，电网电压通过单相预充隔离变压器、预充电阻、辅助接触器以及单相整流桥将母线电容建立。

本发明的优点如下：

1.预充电阻和主功率电路没有严格相序对应要求，降低了工艺要求。

2.预充隔离变压器只需单相，成本低，副边输出电压比主隔离变压器副边输出电压略高。

3.PWM整流器只需要是单相整流桥，成本低可靠性高，工作时和IGBT模块无联系，不会损坏IGBT模块。

4.本发明只有一个预充电阻，能够杜绝预充电阻炸坏的情况发生。

附图说明

图1是传统技术一的电路结构示意图；

图2是传统技术二的电路结构示意图；

图3是传统技术三的电路结构示意图；

图4是本发明所述一种母线电容预充电电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图4对本发明的实施例进行详细描述。如图4所示，本发明的一种母线电容预充电电路包括：依次连接在一起的辅助接触器KM2、单相预充隔离变压器TR2、预充电阻R1、单相整流桥T4；本发明的一种母线电容预充电电路将预充电电路和主功率电路独立分开，所述主功率电路为由A相、B相、C相三相电压、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块T1、IGBT模块T2、IGBT模块T3组成的电路，本发明保证了预充电电路器件的损坏不会影响的主功率电路的任何器件。本发明的一种母线电容预充电电路能够简化组装生产工艺并能降低PWM整流器产品的故障率；同时，本发明能够简化质检流程并能提高PWM整流器的生产效率；

本发明的工作过程如下：

1.首选闭合辅助接触器KM2，此时TR2单相预充隔离变压器副边输出电压经过预充电阻R1以及T4单相整流桥给母线电容C2充电。此电路中单相预充隔离变压器副边输出电压比TR1主隔离变压器副边输出电压高；预充电阻起到限流作用，利用不同阻值大小能够控制母线电容C2的电压上升速率；T4单相整流桥用于将TR2单相预充隔离变压器输出的交流电压整流成直流电压；

2.当母线电容C2的电压不再升高时，预充电过程结束，此时可断开辅助接触器KM2。

3.当辅助接触器KM2断开后，主接触器KM1可随时闭合，PWM整流器随之可正常运行。

4、辅助接触器KM2、TR2单相预充隔离变压器、R1预充电阻、T4单相整流桥在原理图的位置能够变换，不限于图4中所示的的位置。

本发明由于将预充电电路和主功率电路分离开，当PWM整流器启动时首先将预充电路启动，电网电压通过单相预充隔离变压器、预充电阻R1、辅助接触器以及单相整流桥将母线电容建立。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种母线电容预充电电路，其特征在于，包括：依次连接在一起的辅助接触器、单相预充隔离变压器、预充电阻、单相整流桥。

2.根据权利要求1所述的一种母线电容预充电电路，其特征在于，所述母线电容预充电电路将预充电电路和主功率电路独立分开。

3.根据权利要求1所述的一种母线电容预充电电路，其特征在于，所述主功率电路为由A相、B相、C相三相电压、IGBT模块组成的电路。