CN201966812U - 基于新型预充电电路的变频器 - Google Patents

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彭云华
吴小亚
曾光
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Abstract

本实用新型公开了一种基于新型预充电电路的变频器，它包括连接高压电源输入端的输入电压器，输入变压器的输出端连接有数个功率单元，高压电源输入端与输入变压器之间还设有抑制系统上电时产生冲击电流的预充电电路。预充电电路包括熔断器、升压变压器、充电电阻、低压接触器、电压检测模块、低压开关和低压电源输入端，功率单元包括电容C，以及将低压交流电变为直流电的全桥整流模块，直流电再通过IGBT逆变桥控制形成满足需要的交流电。由于只是功率单元外部设置一个总的预充电电路，大大的减少了元器件的数量，降低了由于元器件而引起的故障的几率，同时也降低了产品的成本，控制简单，维护也方便。

Description

基于新型预充电电路的变频器
技术领域
本实用新型涉及一种变频器，具体来说，涉及一种基于新型预充电电路的变频器。
背景技术
目前中高压变频器已经广泛应用于冶金、石油化工、电力、供水和矿山等领域的风机和水泵等负载设备，在节能方面具有显著的效果。通常中高压变频器中有多个功率单元，每个单元中有许多电容，为了抑制系统上电时的冲击电流，必须要设置预充电电路来减少冲击电流，目前，中高压变频器的预充电回路是包含在各个单元里面的，也就是说在每个单元里面都有一个独立的预充电电路，但这种方案的缺点是：元件较多，损坏的几率大，维护比较麻烦；由于每个功率单元中都有预充电电路，要用到大量元件，成本较高；需要对每个充电回路单独控制，控制系统比较复杂。
实用新型内容
针对以上的不足，本实用新型提供了一种解决了传统中高压变频器的预充电电路的可靠性低、成本高和控制复杂等问题的基于新型预充电电路的变频器，它包括连接高压电源输入端的输入电压器，所述输入变压器的输出端连接有数个功率单元，所述高压电源输入端与输入变压器之间还设有抑制系统上电时产生冲击电流的预充电电路。
所述预充电电路包括与高压电源输入端连接的串联支路，所述串联回路包括熔断器、升压变压器、充电电阻、低压开关和低压电源输入端。
所述预充电电路还包括设置于低压开关与充电电阻之间的低压接触器，所述低压接触器的主触点的开闭通过电压检测模块来控制，电压检测模块的检测部分连接高压电源输入端。
所述功率单元包括电容C，以及将电压器输出端的低压交流电变为直流电的全桥整流模块，整流后的直流电再通过IGBT逆变桥控制形成满足需要的交流电流。
所述全桥整流模块为三相全桥整流模块，所述IGBT逆变桥控制输出的交流电流为单相交流电流。
本实用新型的有益效果：本实用新型将传统的变频器的功率单元中的预充电电路移植到高压电源输入端与输入电压器之间，这样不但可以保证抑制系统上电时产生冲击电流，同时也能极大节省生产成本，便于维护，还能提高预充电电路的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的基于新型预充电电路的变频器的电路原理图；
图2为本实用新型功率单元的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述。
如图1和图2所示，本实用新型的基于新型预充电电路的变频器包括连接高压电源输入端的输入电压器，所述输入变压器的输出端连接有数个功率单元，所述高压电源输入端与输入变压器之间还设有抑制系统上电时产生冲击电流的预充电电路。
其中，所述预充电电路包括熔断器、升压变压器、充电电阻、低压接触器、电压检测模块、低压开关和低压电源输入端。所述熔断器、升压变压器、充电电阻、低压开关和低压电源输入端形成串联支路，低压接触器设置于低压开关与充电电阻之间，所述低压接触器的主触点的开闭通过电压检测模块来控制，电压检测模块的检测部分连接高压电源输入端。
所述功率单元包括电容C，以及将变压器输出端的低压交流电变为直流电的全桥整流模块，整流后的直流电再通过IGBT逆变桥控制形成满足需要的交流电流，所述全桥整流模块为三相全桥整流模块，所述IGBT逆变桥控制输出的交流电流为单相交流电流。由多个功率单元串联给电动机直接供电，通过对每个单元进行PWM控制，使得各个功率单元的输出电压叠加在一起成高压的阶梯状正弦波，而且电压和频率是可以通过PWM控制模块进行控制，同时由于电机内部电感的存在，使得输出的电流非常接近正弦波，从而可以驱动高压电机。所述为三相全桥整流模块包括三组并联的支路，每个支路由串联的二极管组成，它包括二极管D1~D6，所述IGBT逆变桥包括IGBT1、IGBT2、IGBT3和IGBT4。
变频器启动前，高压电源先不送电，合上低压开关和低压接触器，此时，低压电源经由充电电阻进入升压变压器转变成高压，升压变压器的高压侧装有熔断器以保护升压变压器和充电电阻；由低压电源转变成的高压进入输入变压器的一次侧，经由输入变压器的多重2次绕组降压后输入到每个功率单元中；由于输入侧的充电电阻抑流作用，使得功率单元内的电容充电时无冲击电流，充电电流平稳，电容电压缓慢上升；当电容充电完成时，输入变压器的一次侧达到额定的充电完成电压，输入变压器的一次侧处的电压检测模块检测到电压值达到额定电压时，发出接触器打开指令，使低压接触器打开，低压侧电源被断开，整个预充电过程完成；预充电过程完成后，用户侧高压电送电，变频器可以正常启动运行。
由于每个功率单元内部没有单独的预充电电路，而是在外部设置一个总的预充电电路，大大的减少了元器件的数量，从而大大降低了由于元器件而引起的故障的几率，同时也降低了产品的成本，由于元器件数量少，控制简单，维护也方便。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，且属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

Claims (5)

1.一种基于新型预充电电路的变频器，它包括连接高压电源输入端的输入电压器，所述输入变压器的输出端连接有数个功率单元，其特征在于，所述高压电源输入端与输入变压器之间还设有抑制系统上电时产生冲击电流的预充电电路。
2.根据权利要求1所述的基于新型预充电电路的变频器，其特征在于，所述预充电电路包括与高压电源输入端连接的串联支路，所述串联回路包括熔断器、升压变压器、充电电阻、低压开关和低压电源输入端。
3.根据权利要求2所述的基于新型预充电电路的变频器，其特征在于，所述预充电电路还包括设置于低压开关与充电电阻之间的低压接触器，所述低压接触器的主触点的开闭通过电压检测模块来控制，电压检测模块的检测部分连接高压电源输入端。
4.根据权利要求1所述的基于新型预充电电路的变频器，其特征在于，所述功率单元包括电容C，以及将电压器输出端的低压交流电变为直流电的全桥整流模块，整流后的直流电再通过IGBT逆变桥控制形成满足需要的交流电流。
5.根据权利要求4所述的基于新型预充电电路的变频器，其特征在于，所述全桥整流模块为三相全桥整流模块，所述IGBT逆变桥控制输出的交流电流为单相交流电流。
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