CN110299860B - 用于中压逆变器的初始充电系统和用于控制该系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于中压逆变器的初始充电系统和用于控制该系统的方法。所述初始充电系统包括：第一开关，用于在中压逆变器和到其的电源之间进行切换；第二开关，用于在中压逆变器的输出级和电机之间进行切换；第一初始充电单元，其被布置在第一开关和中压逆变器之间并且被连接到第一开关和中压逆变器，以用于对要被施加到相移变压器的初始激励电流进行限制；以及第二初始充电单元，其被布置在每个电力单元的输入级和直流(DC)链路电容器之间并且被连接到每个电力单元的输入级和直流(DC)链路电容器，以用于对直流(DC)链路电容器中的初始充电电流进行限制。

Description

用于中压逆变器的初始充电系统和用于控制该系统的方法
技术领域
本公开涉及用于中压逆变器的初始充电系统和用于控制该系统的方法。
背景技术
中压逆变器是高容量电力转换设备，并且在其输入级包括大的变压器。
图1示出了典型中压逆变器的结构。
图1中所示中压逆变器包括变压器100和多个电力单元(power cell)200。变压器100的次级与电力单元200串联连接，使得高电压电力被输出到电机。
通常，在初始电力输入到变压器100时，发生用于变压器100的初始激励的激励浪涌电流A(下文中称为初始激励电流)。因此，通常，瞬时流过为额定电流的约7至10倍的过电流。这可能是增大电接收装备的容量的主要因素。此外，瞬间过电流可能导致负载可靠性降低。
用于限制过电流的方法包括增大变压器100自身的阻抗的方法和使用单独电路来限制电流的方法。
在图1的电压驱动逆变器中，直流(DC)链路电容器位于整流器和逆变器之间。
图2示出了图1中的电力单元的配置。电力单元200包括整流器210、逆变器230和被布置在其间的直流(DC)链路电容器220。
当电力被首次施加到电力单元200时，用于对直流(DC)链路电容器220充电的瞬时过电流B(下文中称为‘初始充电电流’)流过整流器210。
此瞬时过电流可能损坏整流器210的电力电子器件(二极管、可控硅整流元件(SCR)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等)。此外，在其输入级处的熔丝(未示出)可能无意中被熔化和断开连接。
因此，当初始电力被施加到中压逆变器时，瞬间初始激励电流A流入到变压器100的初级中，并且然后，在变压器100的次级处感应出电压。当在变压器100的次级处感应出电压时，每个电力单元200的直流(DC)链路电容器220被充电。同时，瞬时流过初始充电电流B，其是大的充电电流。即，当电力被施加到中压逆变器时，初始激励电流A流到变压器100的输入级中，并且同时，初始充电电流B流到电力单元的输入级中。
典型的中压逆变器采用以下方案：仅限制变压器100的初始激励电流，或者仅限制直流(DC)链路电容器220的初始充电电流。因此，需要一种适当地限制初始激励电流和初始充电电流两者的技术。
发明内容
本公开提供了用于中压逆变器的初始充电系统，其被配置为同时限制初始激励电流和初始充电电流两者，使得在逆变器中流动的双浪涌电流被同时限制，从而提高中压逆变器的可靠性。
本公开的目的不限于上述目的。如以上未提及的，本公开的其他目的和优点可以根据以下描述来理解，并且可以根据本公开的实施例而被更清楚地理解。此外，将容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过权利要求中公开的特征及其组合来实现。
在本公开的第一方面，提供了用于中压逆变器的初始充电系统，其中，中压逆变器包括相移变压器和多个电力单元，其中，每个电力单元包括用于对从变压器输入的电力进行整流的整流器，和用于对从整流器接收到的电压进行平滑处理的直流(DC)链路电容器，其中，初始充电系统包括：第一开关，用于在中压逆变器和到其的电源之间进行切换；第二开关，用于在中压逆变器的输出级和电机之间进行切换；第一初始充电单元，其被布置在第一开关和中压逆变器之间并被连接到第一开关和中压逆变器，以用于对要被施加到相移变压器的初始激励电流进行限制；和第二初始充电单元，其被布置在每个电力单元的输入级和直流(DC)链路电容器之间并被连接到每个电力单元的输入级和直流(DC)链路电容器，以用于对直流(DC)链路电容器中的初始充电电流进行限制。
在第一方面的一个实施例中，第一初始充电单元包括：第三开关，其被布置在限定电源和中压逆变器之间的串联连接的第一路径处以用于在电源和中压逆变器之间切换；电抗器，其被布置在限定第三开关和电抗器之间的并联连接的第二路径处；第四开关，其被布置在第二路径处并与电抗器串联连接。
在第一方面的一个实施例中，整流器的上支路(upper leg)包括可控硅整流元件(SCR)，其中，第二初始充电单元包括：第一电阻器；以及与第一电阻器串联连接的第一二极管。
在本公开的第二方面，提供了用于控制初始充电系统的方法，其中，该方法包括：将接通信号传送到第一开关；当第一开关处于闭合状态时，将接通信号传送到第四开关；当直流(DC)链路电容器的直流(DC)电压达到预设值以允许整流器的上支路接通时，并且然后，在预定的延迟时间之后，将关断信号传送到第四开关；在将关断信号传送到第四开关之前，在预定时间处将接通信号传送到第三开关；以及当第三开关处于闭合状态且第四开关处于断开状态时，将接通信号传送到第二开关。
在第二方面的一个实施例中，该方法还包括：将关断信号传送到第二开关；当在第二开关的断开状态下，直流(DC)链路电容器的直流(DC)电压达到预设值以允许逆变器的上支路关断时，将关断信号传送到第三开关；以及当第三开关处于断开状态时，将关断信号传送到第一开关。
在第一方面的一个实施例中，第二初始充电单元包括：第五开关；与第五开关串联连接的第二电阻器；以及与第二电阻器串联连接的第二二极管。
在本公开的第三方面，提供了用于控制初始充电系统的方法，其中，该方法包括：将接通信号传送到第一开关；当第一开关处于闭合状态时，将接通信号传送到第四开关并将接通信号传送到第五开关；当直流(DC)链路电容器的直流(DC)电压达到预设值时，将关断信号传送到第五开关；在第五开关已经进入到闭合状态之后，在预定的延迟时间处将关断信号传送到第四开关；在将关断信号传送到第四开关之前，在预定时间处将接通信号传送到第三开关；以及当第三开关处于闭合状态且第四开关处于断开状态时，将接通信号传送到第二开关。
在第三方面的一个实施例中，该方法还包括：将关断信号传送到第二开关；当在第二开关的断开状态下，直流(DC)链路电容器的直流(DC)电压达到预设值时，将关断信号传送到第三开关；以及当第三开关处于断开状态时，将关断信号传送到第一开关。
在本公开的第四方面，提供了用于中压逆变器的初始充电系统，其中，中压逆变器包括相移变压器和多个电力单元，其中，每个电力单元包括用于对从变压器输入的电力进行整流的整流器，和用于对从整流器接收到的电压进行平滑处理的直流(DC)链路电容器，其中，初始充电系统包括：第一开关，用于在中压逆变器和到其的主电源之间进行切换；第二开关，用于在中压逆变器的输出级和电机之间进行切换；以及与第一开关并联连接的初始充电单元，以用于对要被施加到相移变压器的初始激励电流进行限制。
在第四方面的一个实施例中，初始充电单元包括：第三开关，其被布置在限定辅助电源和中压逆变器之间的串联连接的第一路径处，以用于在辅助电源和中压逆变器之间进行切换，其中，辅助电源具有比主电源的电压更低的电压；初始充电电阻器，其被布置在限定第三开关和初始充电电阻器之间的并联连接的第二路径处；第四开关，其被布置在第二路径处并与初始充电电阻器串联连接；初始充电电容器，其被布置在限定第三开关和初始充电电容器之间的并联连接的第三路径处；以及第五开关，其被布置在第三路径处并与初始充电电容器串联连接。
在本公开的第五方面，提供了用于控制初始充电系统的方法，其中，该方法包括：将接通信号传送到第五开关；当相移变压器的初级处的电力达到预定比率时，将接通信号传送到第四开关；将关断信号传送到第五开关并将接通信号传送到第三开关；当直流(DC)链路电容器的直流(DC)电压达到预定电平时，将关断信号传送到第四开关；当在主电源和辅助电源之间不存在相位差时，将接通信号传送到第一开关；以及当在电源和辅助电源之间的相位同步完成时，将关断信号传送到第三开关。
根据本公开的用于中压逆变器的初始充电系统可以限制到变压器的初始激励电流，以抑制在向变压器的初始电力供应期间可能发生的过电流。这可以允许充分确保电力接收级的容量裕度，并且可以允许中压逆变器的变压器的寿命增加。此外，这可以导致对电力输入的次数没有限制，这在设施操作方面是有利的。
另外，可以通过限制每个电力单元的DC链路充电电流来确保电力单元的可靠性。这具有增加单元的寿命的效果。
这具有确保整个中压逆变器系统的可靠性的效果。
将结合用于执行本发明的具体细节的图示来描述本公开的其他特定效果以及如上所述的效果。
附图说明
图1示出了典型中压逆变器的结构。
图2示出了图1的电力单元配置。
图3是示出根据本公开的一个实施例的用于中压逆变器的初始充电系统的示意图。
图4是用于说明图3中的中压逆变器的内部配置的电路图。
图5示出了根据图3的控制单元的控制的第一至第四开关的闭合/断开序列(on/off sequence)的示例。
图6是用于说明根据本公开的另一实施例的第一初始充电单元的电路图。
图7是用于说明根据本公开的另一实施例的第二初始充电单元的电路图。
具体实施方式
以下进一步说明和描述各种实施例的示例。将要理解的是，本文的描述并不旨在将权利要求限制于所描述的特定实施例。相反，旨在覆盖可以被包括在由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的可替选方案、修改和等同物。
不同图中的相同附图标记表示相同或相似的元件，并且由此执行相似的功能。此外，为了描述的简明，省略了众所周知的步骤和元件的描述和细节。此外，在本公开的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开的透彻理解。然而，将要理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开。在其他实例下，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地模糊本公开的方面。
将要理解的是，尽管在本文中可以使用术语“第一”，“第二”，“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语被用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，下面描述的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。
将要理解的是，当元件或层被称为被“连接到”或“耦合到”另一元件或层时，其可以直接在另一元件或层上、被连接到或耦合到另一元件或层，或者可以存在一个或多个中介元件或层。另外，还将要理解的是，当元件或层被称为“在”两个元件或层之间时，其可以是在两个元件或层之间的唯一元件或层，或者也可以存在一个或多个中介元件或层。
本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在是对本公开的限制。如本文所使用的，单数形式“一”和“一个”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解的是，术语“包含(comprise)”、“包含(comprising)”、“包括(include)”和“包括(including)”当在此说明书中被使用时，指定所述特征、整数、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、操作、元件、组件和/或其部分的存在或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关列出项目的一个或多个的任何和所有的组合。诸如“中的至少一个”的表达当在元素列表之前时，可以修改整个元素列表，并且可以不修改该列表的单个元素。
除非另外定义，否则本文使用的包括技术和科学术语的所有术语具有与此发明构思所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的词典中定义的那些的术语应该被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不被理解为理想化或过于正式的意义，除非在本文中被明确这样定义。
在下文中，将参考图3至图6来描述根据本公开的一个实施例的用于中压逆变器的初始充电系统和用于控制该系统的方法。
图3是示出根据本公开的一个实施例的用于中压逆变器的初始充电系统的示意图。图4是用于说明图3中的中压逆变器的内部配置的电路图。
参考图4，对于根据本公开的一个实施例的初始充电系统，中压逆变器1可以包括高电压相移变压器100和多个电力单元200。在下文中，单个电力单元将被表示为“20”，而多个电力单元集合将被表示为“200”。
相移变压器100可以允许电源和中压逆变器1之间的电流隔离。变压器100可以减少逆变器1的输入级处的谐波，并且向每个电力单元20提供相移的3相电力。相移变压器100的相移角度可以由电力单元20的数量来确定。分别被连接到电力单元20的相移变压器100的相移角度可以彼此不同。
电力单元集合200可以从相移变压器集合100接收电力并且将电机相电压输出到电机2。电力单元集合200可以被分成三组。在每组中，串联连接的电力单元20可以合成要被施加到电机2的三相(W，U，V)电压中的单相电压。关于这一点，合成的V相电压和合成的U相电压可以具有120度的相位差。W相电压和V相电压也可以具有120度的相位差。
电力单元20可以包括整流器21、直流(DC)链路电容器22和逆变器23。
整流器21可以被配置为从变压器100接收并整流三相电力。整流器21包括被布置为上支路的第一整流元件21a和被布置为下支路(lower leg)的第二整流元件21b。整流器21可以包括用于对从变压器100供应的三相AC电力进行整流的三对上支路和下支路。在每对中，第一整流元件21a和第二整流元件21b可以彼此串联连接。
在本公开的一个实施例中，第一整流元件21a可以被实施为可控硅整流器(SCR)，而第二整流元件21b可以被实施为二极管。然而，本公开不限于此。各种类型的整流元件可以被用作第一整流元件和第二整流元件。
直流(DC)链路电容器22可以平滑并存储由整流器21整流的电压。
逆变器23可以基于控制单元(未示出)的控制来执行切换，并且可以将要被合成以供应用的AC电力输出至电机2。
在本公开的一个实施例中，逆变器可以包括以全桥方案配置的开关元件。本公开不限于此。可替选地，逆变器可以包括以半桥方案配置的开关元件。可替选地，逆变器可以包括以NPC(中性点箝位)方案配置的开关元件。可替选地，逆变器23的配置基于其输出特性而可以具有各种拓扑结构。
尽管未示出，但是电力单元20还可以包括用于控制逆变器23的单元控制单元(cell control unit)。可以在本系统的单元控制单元和稍后要说明的控制单元3之间发送和接收数据。为此，可以通过有线或无线网络来连接单元控制单元和控制单元3。单元控制单元可以通过网络来传送直流(DC)链路电容器22的DC链路电压。
根据本公开的一个实施例的包括中压逆变器1的系统可以包括：第一初始充电单元30，其被连接到中压逆变器1的前端，以用于向电机2输出三相电压，其中，单元30可以被配置用于对要被施加到中压逆变器1的变压器100的初始激励电流进行限制；第二初始充电单元40，其被布置在中压逆变器1的每个电力单元20中以限制直流(DC)链路电容器22的初始充电电流；第一开关50，其被连接到第一初始充电单元30的前端，以在高电压电源和第一初始充电单元30之间进行切换；以及第二开关60，其被连接到中压逆变器1的后端，以在中压逆变器1和电机2之间进行切换。
在本公开的一个实施例中，在图中示出了对应于一个电力单元20的单个第二初始充电单元40。显然的是，多个第二初始充电单元40可以被分别布置在中压逆变器1的多个电力单元200中。
第一初始充电单元30可以包括：第三开关31，其被布置在电源和中压逆变器1之间的串联连接路径上，以用于在电源和中压逆变器1之间进行切换；第四开关32，其被并联连接到第三开关31；以及初始充电电抗器33。
当第四开关32被接通并且第三开关31被关断时，来自电源的高电压的电力不被直接施加到中压逆变器1，而初始充电电抗器33来限制被施加到中压逆变器1的电流。因此，初始激励电流可以被限制。
第二初始充电单元40可以被布置在对应的电力单元20的整流器21的前端和直流(DC)链路电容器22之间。第二初始充电单元40可以包括彼此串联连接的电阻器41和二极管42。第二初始充电单元40在电力被施加到整流器21之前对直流(DC)链路电容器22进行充电。当直流(DC)链路电容器22已经被第二初始充电单元40充电至具有高于预定电荷比的电荷比时，第一整流元件21a可以被接通，并且因此，整流器21可以开始对要被输入到对应的电力单元20的电力的整流。为此，如上所述，第一整流元件21a可以被实施为例如SCR。
以这种方式，当直流(DC)链路电容器22已经被第二初始充电单元40充电至具有高于预定电荷比的电荷比时，第一整流元件21a可以被接通。因此，在第二初始充电单元40中不需要单独的开关，使得可以实现具有简单电路配置的初始充电电路。
在本公开的一个实施例中，第一开关50、第二开关60、第三开关31和第四开关32可以被实施为例如断路器(CB)。本公开不限于此。各种电力开关可以被用作第一开关50、第二开关60、第三开关31和第四开关32。
根据本公开的一个实施例的初始充电系统可以包括用于控制中压逆变器1的初始充电的控制单元3。为此，控制单元3可以向第一开关50、第二开关60和第一初始充电单元30的第三开关31以及第四开关32提供接通或关断控制信号。该系统还可以包括用于监视中压逆变器1的界面4。界面4可以是人机界面(HMI)。本公开不限于此。各种类型的界面可以被用于界面4。
控制单元3向第一开关50、第二开关60、第一初始充电单元30的第三开关31和第四开关32输出接通控制信号(下文中称为“接通信号”)或关断控制信号(下文中称为“关断信号”)。因此，根据本公开的一个实施例的初始充电系统的初始充电操作可以被控制。将参考附图来例示此初始充电操作。
图5示出了根据图3的控制单元的控制的第一至第四开关的闭合/断开序列的示例。
控制单元3可以将接通信号5A发送到第一开关50以操作该系统。此时，第二开关60、第三开关31和第四开关32都处于OFF状态。因此，本系统的驱动可以处于准备就绪状态。
当用户经由界面4向中压逆变器1发送接通命令(未示出)时，控制单元3将接通信号5B发送到第四开关32。因此，变压器100开始经由初始充电电抗器33而被磁化。第四开关32的ON状态可以允许在变压器100的次级中感应出电压。直流(DC)链路电容器22开始经由每个电力单元20中的第二初始充电单元40的电流限制电阻器41而进行充电。
当直流(DC)电压达到第一预设值5C时，作为用于确定电力单元20的逆变器23的脉冲宽度调制(PWM)控制的端子的CTL端子被接通(5D)。当直流(DC)电压达到第二预设值5E时，电力单元20的整流器21的第一整流元件21a被接通，使得直流(DC)链路电容器22的初始充电完成。在本公开的一个实施例中，直流(DC)电压的第一预设值5C可以是例如直流(DC)满充电电压的约50％。第二预设值5E例如可以是直流(DC)满充电电压的约85％。然而，本公开不限于此。第一和第二预设值可以基于来自用户的经由界面4的操作环境(负载等)而变化。
然后，当直流(DC)电压达到第二预设值5E时，并且在已流逝了预定延迟时间5G之后，控制单元3可以将关断信号5H传送到第四开关32。延迟时间5G可以由用户预设，其可以例如在3秒到5秒的范围内。
此后，在控制单元3将关断信号5H传送到第四开关32之前的预定时间处，控制单元可以将接通信号5I传送到第三开关31。因此，第三开关31可以被接通。
当在关断信号5H向第四开关32的传送之前，控制单元3将接通信号5I发送到第三开关31时，第四开关32和第三开关31的ON状态可以重叠了预定时间。该重叠可以防止直流(DC)电压降，否则，当将第四开关32和第三开关31同时从OFF状态切换到ON状态时，可能发生直流(DC)电压降。第四开关32和第三开关31的ON状态彼此重叠期间所处的持续时间(即，重叠时段)5J可以被预设，并且可以是例如100ms。
第四开关32被接通的时段可以是初始充电时段，其可以是例如在8秒到10秒的范围内。
可以基于电力单元20的直流(DC)电压来确定初始充电时段。然而，直流(DC)链路电容器22的电容在多个电力单元20之间可能是不均匀的。针对这个原因，控制单元3可以从每个单元控制单元接收多个电力单元20中的每个的直流(DC)电压，并且在界面4上向用户显示所接收到的电压。这允许用户采用最小的DC电压作为参考直流(DC)电压。即，最小直流(DC)电压可以是第二预设值。因此，由于直流(DC)电压达到最小直流(DC)电压，所以控制单元可以计算延迟时间5G。然后，在已经流逝了时间5G之后，控制单元可以将关断信号5H传送到第四开关32。然而，本公开不限于此。可以采用多个电力单元的直流(DC)电压之间的平均值作为参考直流(DC)电压。
当以这种方式完成初始充电时，中压逆变器1处于驱动准备就绪状态。控制单元3将接通信号5L发送到第二开关60。控制单元3将接通信号5L传送到第二开关60的时间和控制单元3将关断信号5H传送到第四开关43的时间可以彼此一致。可替选地，两个时间可以相差预定的时间延迟。
在这种状态下，可以从用户(5M)向中压逆变器1提供用于中压逆变器1的接通驱动(on-drive)信号。因此，中压逆变器1可以开始驱动。以这种方式，闭合序列(on-sequence)可以被终止，并且然后可以驱动中压逆变器1。
在下文中，将说明由控制单元3进行的断开序列(off-sequence)。
当来自用户的用于中压逆变器1的断开驱动(off-drive)信号终止对中压逆变器1的驱动(6A)时，控制单元3可以将关断信号6B传送到第二开关60，并且然后将关断信号6C传送到第三开关31。可以基于逆变器1的容量来确定在中压逆变器1的驱动的终止(6A)之后控制单元3传送关断信号6B和6C的时间点。可以预设第一和第二延迟时间。关于这一点，当在中压逆变器1的驱动的终止(6A)之后已流逝了预定的第一延迟时间时，控制单元3可以将关断信号6B发送到第二开关60。此后，当已经流逝了预定的第二延迟时间时，控制单元3可以将关断信号6C发送到第三开关31。
由于第三开关31的断开状态，电力单元20的直流(DC)电压逐渐降低。当直流(DC)电压达到第二预设值时，整流器21的第一整流元件21a可以被关断(6D)，并且电力单元20的CTL端子可以被关断(6E)。然后，当直流(DC)电压变为0时，并且然后，在预定时间之后，控制单元3将关断信号6F发送到第一开关50。这可以使中压逆变器处于完全停止状态。
根据本公开的用于中压逆变器的初始充电系统可以限制到变压器的初始激励电流，以抑制在向变压器的初始电力供应期间可能另外发生的过电流。这可以允许充分确保电力接收级的容量裕度，并且可以允许中压逆变器的变压器的寿命增加。此外，这可以导致对电力输入的次数没有限制，这在设施操作方面是有利的。另外，可以通过限制每个电力单元的DC链路充电电流来确保电力单元的可靠性。
在本公开的一个实施例中，已经示出了其中变压器100经由第一初始充电单元30中的初始充电电抗器33而被磁化的示例。然而，本公开不限于此。
图6是用于说明根据本公开的另一实施例的第一初始充电单元的电路图。
在图6中，为了说明的简明，三相电力被表示为单个电力。
如图中所示，根据本公开的另一实施例的第一初始充电单元70可以包括第五开关71、初始充电电容器72、第六开关73、初始充电电阻器74和第七开关75。
与图4的先前实施例不同，在本公开的这个实施例中，第一初始充电单元70可以不被连接到高电压电源，而是可以被连接到具有比高电压电源的电压更低的电压的辅助电源(例如，在480V至690V的范围内)。
当控制单元3将接通信号传送到第五开关71时，可以经由初始充电电容器72和变压器100的初级中的电抗器之间的LC谐振而在变压器100的初级中感应出电力。当变压器100的初级电力达到预定比率(例如，90％)时，控制单元3可以将接通信号传送到第六开关73。因此，逆变器1的变压器100的初级电力可以被维持。
控制单元3然后可以将关断信号传送到第五开关71，并且同时将接通信号传送到第七开关75。因此，可以开始对电力单元20的直流(DC)链路电容器22的初始充电。
当直流(DC)链路电容器22的直流(DC)电压达到如上所述的第二预设值时，控制单元3可以向第六开关73发送关断信号。关于这一点，第二预设值可以与上面定义的示例中的值相同，并且将省略其描述。
控制单元3然后监视高电压电源和低电压辅助电源的电力相位。当高电压电源和低电压辅助电源的电力相位之间不存在差异时，控制单元可以向第一开关50发送接通信号。此时，第一开关50和第七开关75被接通。
然后，当主电源和辅助电源之间的相位同步完成时，控制单元3将关断信号传送到第七开关75以完成初始充电。由此，可以完成用于驱动中压逆变器1的准备。
可以使用各种方案来配置第一初始充电单元，其限制中压逆变器1的初始激励电流。同样地，也可以以各种方式来配置第二初始充电单元，其限制初始充电电流。
图7是用于说明根据本公开的另一实施例的第二初始充电单元的电路图。
如图中所示，在本公开的另一实施例中，对应于整流器21的上支路和下支路的整流元件可以被实施为相同类型的整流元件(例如，二极管)。第二初始充电单元80可以包括第八开关81、初始充电电阻器82和二极管83。
在下面，将描述此实施例与图4的上述实施例之间的差异。
在如参考图4和图5所示的本公开的上述实施例中，对于闭合序列，当直流(DC)链路电容器22的直流(DC)电压达到第二预设值时，整流器21的第一整流元件21a被接通。
然而，在图7的这个实施例中，控制单元3将接通信号5B传送到第四开关33，并且同时将接通信号传送到第八开关81，使得可以开始对直流(DC)链路电容器22的初始充电。
此外，在这个实施例中，当直流(DC)电压达到第二预设值时，控制单元3将关断信号发送到第八开关81。由此，可以完成电力单元20的直流(DC)链路电容器22的初始充电。
即，在图5的实施例中，SCR可以被自动地接通，而在图7的这个实施例中，控制单元3可以将接通信号传送到第八开关81，使得电力单元20的初始充电状态可以被终止。
在以上描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开的透彻理解。可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践本公开。上面已经说明和描述了各种实施例的示例。将要理解的是，本文的描述并不旨在将权利要求限制于所描述的特定实施例。相反，旨在覆盖可以被包括在由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的可替选方案、修改和等同物。

Claims (7)

1.一种用于中压逆变器的初始充电系统，其中，所述中压逆变器包括相移变压器和多个电力单元，其中，每个电力单元包括用于对从所述变压器输入的电力进行整流的整流器，和用于对从所述整流器接收到的电压进行平滑处理的直流链路电容器，其中，所述初始充电系统包括：
第一开关，用于在所述中压逆变器和到其的电源之间进行切换；
第二开关，用于在所述中压逆变器的输出级和电机之间进行切换；
第一初始充电单元，其被布置在所述第一开关和所述中压逆变器之间并且被连接到所述第一开关和所述中压逆变器，以用于对要被施加到所述相移变压器的初始激励电流进行限制；以及
第二初始充电单元，其被布置在每个电力单元的输入级和所述直流链路电容器之间并且被连接到所述每个电力单元的输入级和所述直流链路电容器，以用于对所述直流链路电容器中的初始充电电流进行限制，
所述第一初始充电单元包括：
第三开关，其被布置在限定所述电源和所述中压逆变器之间的串联连接的第一路径处，以用于在所述电源和所述中压逆变器之间进行切换；
电抗器，其被布置在限定所述第三开关和所述电抗器之间的并联连接的第二路径处；
第四开关，其被布置在所述第二路径处并且与所述电抗器串联连接，
所述整流器的上支路包括可控硅整流元件，
所述第二初始充电单元包括：
第一电阻器；
与所述第一电阻器串联连接的第一二极管；
第五开关；
与所述第五开关串联连接的第二电阻器；以及
与所述第二电阻器串联连接的第二二极管。
2.一种用于控制根据权利要求1所述的初始充电系统的方法，其中，所述方法包括：
将接通信号传送到所述第一开关；
当所述第一开关处于闭合状态时，将接通信号传送到所述第四开关；
当所述直流链路电容器的直流电压达到预设值以允许所述整流器的上支路接通时、并且然后在预定的延迟时间之后，将关断信号传送到所述第四开关；
在将关断信号传送到所述第四开关之前，在预定的时间处将接通信号传送到所述第三开关；以及
当所述第三开关处于闭合状态并且所述第四开关处于断开状态时，将接通信号传送到所述第二开关。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：
将关断信号传送到所述第二开关；
当在所述第二开关的断开状态下，所述直流链路电容器的直流电压达到所述预设值以允许所述逆变器的上支路关断时，将关断信号传送到所述第三开关；以及
当所述第三开关处于断开状态时，将关断信号传送到所述第一开关。
4.一种用于控制根据权利要求1所述的初始充电系统的方法，其中，所述方法包括：
将接通信号传送到所述第一开关；
当所述第一开关处于闭合状态时，将接通信号传送到所述第四开关，并且将接通信号传送到所述第五开关；
当所述直流链路电容器的直流电压达到预设值时，将关断信号传送到所述第五开关；
在所述第五开关已经进入到闭合状态之后，在预定的延迟时间处将关断信号传送到所述第四开关；
在将所述关断信号传送到所述第四开关之前，在预定时间处将接通信号传送到所述第三开关；以及
当所述第三开关处于闭合状态并且所述第四开关处于断开状态时，将接通信号传送到所述第二开关。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括：
将关断信号传送到所述第二开关；
当在所述第二开关的断开状态下，所述直流链路电容器的直流电压达到所述预设值时，将关断信号传送到所述第三开关；以及
当所述第三开关处于断开状态时，将关断信号传送到所述第一开关。
6.一种用于中压逆变器的初始充电系统，其中，所述中压逆变器包括相移变压器和多个电力单元，其中，每个电力单元包括用于对从所述变压器输入的电力进行整流的整流器，和用于对从所述整流器接收到的电压进行平滑处理的直流链路电容器，其中，所述初始充电系统包括：
第一开关，用于在所述中压逆变器和到其的主电源之间进行切换；
第二开关，用于在所述中压逆变器的输出级和电机之间进行切换；以及
初始充电单元，其与所述第一开关并联连接，以用于对要被施加到所述相移变压器的初始激励电流进行限制，
所述初始充电单元包括：
第三开关，其被布置在限定辅助电源和所述中压逆变器之间的串联连接的第一路径处，以用于在所述辅助电源和所述中压逆变器之间进行切换，其中，所述辅助电源具有比所述主电源的电压更低的电压；
初始充电电阻器，其被布置在限定了所述第三开关和所述初始充电电阻器之间的并联连接的第二路径处；
第四开关，其被布置在所述第二路径处并且与所述初始充电电阻器串联连接；
初始充电电容器，其被布置在限定了所述第三开关和所述初始充电电容器之间的并联连接的第三路径处；以及
第五开关，其被布置在所述第三路径处并且与所述初始充电电容器串联连接。
7.一种用于控制根据权利要求6所述的初始充电系统的方法，其中，所述方法包括：
将接通信号传送到所述第五开关；
当所述相移变压器的初级处的电力达到预定比率时，将接通信号传送到所述第四开关；
将关断信号传送到所述第五开关，并且将接通信号传送到所述第三开关；
当所述直流链路电容器的直流电压达到预定电平时，将关断信号传送到所述第四开关；
当在所述主电源和所述辅助电源之间不存在相位差时，将接通信号传送到所述第一开关；以及
当所述主电源和所述辅助电源之间的相位同步完成时，将关断信号发送到所述第三开关。
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