CN203014685U - 串联型高压变频器及预充电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种串联型高压变频器，包括整流单元、逆变单元以及位于所述整流单元和逆变单元之间并连接有储能电容的直流母线，所述变频器还包括可调变压器、电压检测单元以及控制单元；所述可调变压器包括用于连接交流电源的输入端且该可调变压器的输出端连接到整流单元的输入端；所述电压检测单元包括连接到直流母线的第一输入端且该电压检测单元的输出端连接到控制单元的输入端；所述控制单元的输出端连接到可调变压器的控制信号输入端。本实用新型还提供一种预充电电路。本实用新型通过检测直流母线电压来控制可调变压器的输出电压，从而降低了上电时对直流母线及整流功率器件的冲击，提高了设备运行的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及变频器领域，更具体地说，涉及一种串联型高压变频器及预充电电路。
背景技术
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，其通过改变电机工作电源的频率的方式来控制交流电动机。变频调速具有调速范围宽、调节精度高、动态响应快、低速转矩好、节能省电、工作效率高、使用方便等优点。通过变频调速，不仅能实现电机的软启动，使其在节能转速下运行，而且还可以大大地提高电机运转的控制精度，提高工艺质量和生产效率，并且还能实现欠压、过压等保护功能的测试。
对于电压型变频器，其中间直流环节一般通过电解电容来储能滤波。由于电解电容的初始状态相当于短路，如果不经过任何处理直接将整流后的直流电压加到电解电容的两端，将使电解电容上瞬间通过的电流很大，这会严重降低电容的使用寿命，甚至会发生爆炸的危险。
如图1-3所示，为了限制电解电容初始时的充电电流，通常在直流母线或是整流桥前段交流输入线上添加充电电阻R，以达到预充效果。然而，该电路在上电瞬间，电压变化率（即du/dt）很大，对功率器件和充电电阻的寿命和可靠性都是一种考验。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述变频器在上电瞬间因电压变化率较大而影响储能电容、功率器件及充电电阻寿命和可靠性的问题，提供一种串联型高压变频器及预充电电路。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种串联型高压变频器，包括整流单元、逆变单元以及位于所述整流单元和逆变单元之间并连接有储能电容的直流母线，所述变频器还包括可调变压器、电压检测单元以及控制单元；所述可调变压器包括用于连接交流电源的输入端且该可调变压器的输出端连接到整流单元的输入端；所述电压检测单元包括连接到直流母线的第一输入端且该电压检测单元的输出端连接到控制单元的输入端；所述控制单元的输出端连接到可调变压器的控制信号输入端。
在本实用新型所述的串联型高压变频器中，所述电压检测单元包括第二输入端，且该第二输入端连接到可调变压器的输出端。
在本实用新型所述的串联型高压变频器中，所述储能电容为串接在直流母线间的电解电容。
本实用新型还提供一种预充电电路，包括可调变压器、电压检测单元以及控制单元；所述可调变压器包括交流电输入端、交流电输出端以及控制信号输入端；所述电压检测单元包括直流电输入端且该电压检测单元的输出端连接到控制单元的输入端；所述控制单元的输出端连接到可调变压器的控制信号输入端。
在本实用新型所述的预充电电路中，所述电压检测单元包括用于连接交流电的交流电输入端且该交流电输入端连接到可调变压器的交流电输出端。
本实用新型的串联型高压变频器及预充电电路具有以下有益效果：通过检测直流母线电压来控制可调变压器的输出电压，从而降低了上电时对直流母线及整流功率器件的冲击，提高了设备运行的可靠性。并且，本实用新型还可以通过调节输入电压，测试变频器功率单元的欠压、过压等功能。
附图说明
图1是现有的具有预充电电路的变频器的示意图。
图2是现有的另一具有预充电电路的变频器的示意图。
图3是现有的又一具有预充电电路的变频器的示意图。
图4本实用新型串联型高压变频器实施例的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图4所示，是本实用新型串联型高压变频器实施例的电路示意图。本实施例中的串联型高压变频器包括整流单元42、逆变单元、直流母线、可调变压器41、电压检测单元43以及控制单元44，其中逆变单元由多组功率器件构成，直流母线位于整流单元42和逆变单元之间。储能电容C连接在两条直流母线之间。
可调变压器41用于根据输入的控制信号将输入的交流电转换成对应电压的交流电输出，该可调变压器41的输入端连接交流电源且输出端连接到整流单元42的输入端。整流单元42用于将输入的交流电转换为直流电传输到直流母线，从而通过直流母线对储能电容C充电。逆变单元用于将直流母线的直流电转换为设定频率的交流电以控制电机运转。
电压检测单元43用于检测输入端的电压值并输出检测结果，该电压检测单元43包括连接到直流母线的第一输入端且该电压检测单元43的输出端连接到控制单元44的输入端。具体地，该电压检测单元43可包括一个模数转换模块，以将电压模拟值转换为数字值输出。
控制单元44用于根据输入的电压值产生控制信号，并将控制信号通过其输出端发送到与其连接的可调变压器的控制信号输入端，从而控制可调变压器41的输出电压。例如，该控制单元44在输入的直流母线电压值未达到预设值时，产生控制信号使可调变压器41的输出电压线性增加；在直流母线电压达到预设值时，使可调变压器41的输出电压保持恒定。
在上述的串联型高压变频器中，电压检测单元43还可包括一个第二输入端，且该第二输入端连接到可调变压器41的输出端。这样，电压检测单元43还可检测可调变压器41的输出电压，使控制单元44可根据可调变压器41的输出电压调整控制信号。
为保护储能电容C，三相电源通过可调变压器41接入整流单元42，可调变压器41将电压值从0逐步增大，通过电压检测单元43检测整流单元42的输入电压和直流母线上的电压大小，然后将信号反馈给控制单元44，控制单元44作出判断，进而产生控制信号调整可调变压器41的输出电压。
上述串联型高压变频器通过控制单元44使可调变压器41的输出电压由0逐步增大，相应地，直流母线的电压值也由0逐步变大，直流母线上的储能电容C缓慢充电，避免了过大的电流冲击，逐步完成安全启动过程。
另外还可以通过对电压检测，控制可调变压器41调节输出电压大小，完成变频器功率单元的欠/过压功能等测试。
上述串联型高压变频器中串接在直流母线间的储能电容C可以为电解电容。
本实用新型还提供一种预充电电路，包括可调变压器、电压检测单元以及控制单元；其中：可调变压器包括交流电输入端、交流电输出端以及控制信号输入端；电压检测单元包括直流电输入端且该电压检测单元的输出端连接到控制单元的输入端；控制单元的输出端连接到可调变压器的控制信号输入端。
在上述的预充电电路中，电压检测单元包括用于连接交流电的交流电输入端且该交流电输入端连接到可调变压器的交流电输出端。
上述预充电电路可直接应用到变频器。在连接时，只需将预充电电路中可调变压器的交流电输入端连接交流电源、输出端连接到变频器的交流电输入端；同时将电压检测单元的直流电输入端连接到变频器直流母线。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种串联型高压变频器，包括整流单元、逆变单元以及位于所述整流单元和逆变单元之间并连接有储能电容的直流母线，其特征在于：所述变频器还包括可调变压器、电压检测单元以及控制单元；所述可调变压器包括用于连接交流电源的输入端且该可调变压器的输出端连接到整流单元的输入端；所述电压检测单元包括连接到直流母线的第一输入端且该电压检测单元的输出端连接到控制单元的输入端；所述控制单元的输出端连接到可调变压器的控制信号输入端。
2.根据权利要求1所述的串联型高压变频器，其特征在于：所述电压检测单元包括第二输入端，且该第二输入端连接到可调变压器的输出端。
3.根据权利要求1或2所述的串联型高压变频器，其特征在于：所述储能电容为串接在直流母线间的电解电容。
4.一种预充电电路，其特征在于：包括可调变压器、电压检测单元以及控制单元；所述可调变压器包括交流电输入端、交流电输出端以及控制信号输入端；所述电压检测单元包括直流电输入端且该电压检测单元的输出端连接到控制单元的输入端；所述控制单元的输出端连接到可调变压器的控制信号输入端。
5.根据权利要求4所述的预充电电路，其特征在于：所述电压检测单元包括用于连接交流电的交流电输入端且该交流电输入端连接到可调变压器的交流电输出端。
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