專利名稱：利用低壓技術(shù)進行高壓變頻器預充電電路的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種高壓變頻器預充電電路，具體地說，是一種利用 低壓技術(shù)對高壓變頻器進行預充電的電路。
背景技術(shù)：
在高壓變頻器系統(tǒng)中，由于合輸入高壓電源開關(guān)瞬間變壓器勵磁涌流 非常大，其中最大峰值可達到變壓器額定電流的6-8倍，另外變壓器副邊繞組接功率單元 經(jīng)過整流電路后并接電容，這些電容在系統(tǒng)啟動時相當于瞬間短路，會引起很大的負載電 流，當勵磁涌流和負載啟動電流變化大于線路保護裝置的整定值時，尤其是多臺高壓變頻 器同時啟動時，由于電流峰值的疊加，對母線沖擊非常大，嚴重時會引起開關(guān)保護的誤動， 影響變頻器的啟動，從而影響正常的生產(chǎn)工況。另外在工程現(xiàn)場，還不具備高壓的條件下， 為了進行不帶電機負載情況下的高壓變頻器系統(tǒng)功能測試，多數(shù)高壓變頻器系統(tǒng)必須合上 高壓開關(guān)加上高壓電，如果不滿足輸入高壓的情況，高壓變頻器系統(tǒng)的功率單元無法獲得 工作的電源(AC690V或AC720V)，因此系統(tǒng)無法進行正常功能調(diào)試。為了降低高壓變頻器系統(tǒng)合輸入高壓電源開關(guān)時，由于變壓器勵磁涌流和功率單 元整流端所加電容造成對系統(tǒng)電流的沖擊，以及滿足高壓變頻器系統(tǒng)在沒有輸入高壓電源 情況下的功能測試，現(xiàn)有的變頻器產(chǎn)品采取的措施是在系統(tǒng)啟動時高壓側(cè)進行限流預充 電，當副邊繞組側(cè)所接功率單元上的電容電壓達到預定值時，斷開預充電路，再合上高壓開 關(guān)。其電路原理如圖(1)所示，在高壓電源一側(cè)連接3個大功率高壓電阻R以及高壓開關(guān) KM11，在高壓側(cè)為高壓變頻器HVF進行預充電。這種方法的缺點是系統(tǒng)中必須有一個高壓 開關(guān)、而且還需要三個高壓大功率電阻(三相限流)。所有器件性能都要滿足高壓要求(6KV 和10KV)，一方面增加了系統(tǒng)的體積，另一方面也增加了系統(tǒng)的成本。實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種利用低壓技術(shù)進行 高壓變頻器預充電電路，對高壓變頻器進行預充電，降低了變頻器在合高壓開關(guān)的情況下， 對系統(tǒng)母線的沖擊，滿足在沒有高壓電源的情況下系統(tǒng)正常功能調(diào)試，減少系統(tǒng)的體積，降 低系統(tǒng)的成本。以克服現(xiàn)有電路的不足。本實用新型的技術(shù)方案如下一種利用低壓技術(shù)進行高壓變頻器預充電電路，包括變壓器TM，變壓器TM與高壓 開關(guān)QF、高壓電源連接，其特征在于還包括一個低壓預充電電路，所述的低壓預充電電路 包括連接在變壓器TM副邊的380V輔助繞組，380V輔助繞組的輸入端串入預充電控制開關(guān) KMY和三個預充電功率電阻R并與三相380V輸入連接；主控制器或PLC的控制節(jié)點D01、預 充電控制開關(guān)KMY的輔助節(jié)點串接與高壓開關(guān)QF的控制繞組相連；主控制器或PLC的控制 節(jié)點D02、高壓開關(guān)QF的輔助節(jié)點串接與預充電控制開關(guān)KMY的控制繞組相連。本實用新型的積極效果在于(1)、本實用新型采用有別于其它必須經(jīng)過高壓開 關(guān)的方式對變頻器預充電的方法，保持原來的系統(tǒng)不變，去掉高壓開關(guān)KMll及大功率電阻 R，在變頻器輸入變壓器的輸出端增加一個380V輔助繞組，三個低壓功率電阻以及低壓開 關(guān)，通過高壓變頻器上的主控制器單元控制低壓開關(guān)的導通，運用反激勵措施對變壓器原 邊進行預充電，當變壓器原邊建立高壓以及在變壓器副邊繞組功率單元上電容充電電壓完 成后，斷開低壓預充電電路，切換至高壓輸入，完成預充電的功能?？梢怨?jié)省一個高壓開關(guān)KM11，降低了系統(tǒng)成本，獲得了比較好的經(jīng)濟效益；同時省去較大功率的電阻，減少了系統(tǒng) 的體積。由于預充電電路的使用，大大降低了系統(tǒng)上電(合高壓開關(guān))瞬間由于變壓器的 勵磁涌流和多個功率單元電容較大的瞬時充電電流對高壓母線的沖擊，避免系統(tǒng)保護的誤
動產(chǎn)生。(2)、本電路以反激勵措施對變壓器原邊進行充電，在移相變壓器原邊建立高壓， 并在移相變壓器副邊的繞組感應輸出，副邊繞組輸出的電壓給系統(tǒng)的功率單元供電，滿足 在沒有高壓電源的情況下系統(tǒng)正常功能調(diào)試，極大地方便了系統(tǒng)的調(diào)試和檢測。


圖1是背景技術(shù)的高壓預充電電路的原理圖。圖2是本實用新型的電路原理圖。圖3是本實用新型的級聯(lián)式功率單元的電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步描述。如圖2、3所示，本電路包括變壓器TM，變壓器TM與高壓開關(guān)QF、高壓電源連接。變 壓器TM為干式變壓器，變壓器TM的輸入為6KV或IOKV母線(三角形接法)，副邊為多個延 邊三角形接法繞組(根據(jù)級聯(lián)電壓等級可變)，每個繞組輸出為AC690V或AC720V接功率單 元，作為功率單元的工作電壓。系統(tǒng)所有功率單元為標準的模塊式結(jié)構(gòu)，可以互換。在變壓 器TM的副邊增加一個AC380V輔助繞組，繞組功率根據(jù)變壓器容量而定。在380V輔助繞組 的輸入端串入預充電控制開關(guān)KMY和三個預充電功率電阻R并與三相380V輸入連接，預充 電控制開關(guān)KMY的控制由主控制器或PLC的DO節(jié)點完成，并且高壓開關(guān)QF與預充電控制 開關(guān)KMY之間電氣互相閉鎖。預充電控制開關(guān)KMY合閘線圈的輔助觸點串入高壓開關(guān)QF 的合閘線圈回路，高壓開關(guān)QF合閘線圈的輔助觸點串入低壓預充電壓開關(guān)KMY的合閘線圈 回路，即預充電控制開關(guān)KMY合上時高壓開關(guān)QF斷開，高壓開關(guān)QF合上時預充電控制開關(guān) KMY斷開，以免在高壓開關(guān)QF合上時(高壓帶電的情況下)，380V輔助繞組的反充電，或者 380V輔助繞組正處于預充電的情況下，高壓開關(guān)QF的閉合，引起系統(tǒng)的危險?？刂凭€圈的信號來自主控制器或PLC的兩個節(jié)點信號DOl和D02，同時系統(tǒng)也將預 充電控制開關(guān)KMY與高壓開關(guān)QF的狀態(tài)作為DI (遙信)信號進行回采，并進行邏輯判斷。相應閉鎖邏輯為If (KMY 狀態(tài)=合)then (D01 = 0)；If(QF狀態(tài)＝合 )then(D02 = 0)；因此系統(tǒng)從硬件和軟件上保證了兩個線圈之間的邏輯閉鎖關(guān)系，大大提高了系統(tǒng) 的可靠性。預充電電路的工作原理如下當預充電控制開關(guān)KMY合上時，三相380V輸入經(jīng)過預充電功率電阻R和380V輔 助繞組，對變壓器TM的原邊繞組進行充電，同時在副邊多個繞組上感應輸出電壓，給相應 繞組上的功率單元進行供電。由于采用了預充電功率電阻R，起到限流作用，所以對變壓器TM充電的過程電流 得到了很好的控制，整個系統(tǒng)的充電過程是緩慢的，避免了由于上電瞬間所有功率單元上 的大電容瞬間短路電流對系統(tǒng)的沖擊。當系統(tǒng)檢測到功率單元上的直流母線電壓達到預定值后，斷開預充電控制開關(guān) KMY，合上高壓開關(guān)QF即可，完成了系統(tǒng)預充電過程。由于此時變壓器TM副邊繞組上的負載為功率單元，功率單元上的大電容仍然帶電，所以不會造成合上高壓開關(guān)QF時副邊繞組 電容瞬間短路的現(xiàn)象，降低了對系統(tǒng)母線電流的沖擊。另外在系統(tǒng)高壓電不具備的情況下，由主控制器或PLC發(fā)出指令，系統(tǒng)進入調(diào)試 狀態(tài)，控制控制開關(guān)KMY合閘，經(jīng)過380V輔助繞組充電，使得變壓器TM原邊及副邊都帶電， 保證了系統(tǒng)功率單元的工作電源，因此整個系統(tǒng)可以進入完全功能調(diào)試狀態(tài)。采用低壓技術(shù)結(jié)合控制電路很好地解決了以上問題，并成功地用于DF5000系列 高壓變頻器中。
權(quán)利要求一種利用低壓技術(shù)進行高壓變頻器預充電電路，包括變壓器TM，變壓器TM與高壓開關(guān)QF、高壓電源連接，其特征在于還包括一個低壓預充電電路，所述的低壓預充電電路包括連接在變壓器TM副邊的380V輔助繞組，380V輔助繞組的輸入端串入預充電控制開關(guān)KMY和三個預充電功率電阻R并與三相380V輸入連接；主控制器或PLC的控制節(jié)點DO1、預充電控制開關(guān)KMY的輔助節(jié)點串接與高壓開關(guān)QF的控制繞組相連；主控制器或PLC的控制節(jié)點DO2、高壓開關(guān)QF的輔助節(jié)點串接與預充電控制開關(guān)KMY的控制繞組相連。
專利摘要本實用新型涉及一種利用低壓技術(shù)進行高壓變頻器預充電電路，包括變壓器TM，變壓器TM與高壓開關(guān)QF、高壓電源連接，還包括一個低壓預充電電路，所述的低壓預充電電路包括連接在變壓器TM副邊的380V輔助繞組，380V輔助繞組的輸入端串入預充電控制開關(guān)KMY和三個預充電功率電阻R并與三相380V輸入連接；主控制器或PLC的控制節(jié)點DO1、預充電控制開關(guān)KMY的輔助節(jié)點串接與高壓開關(guān)QF的控制繞組相連；主控制器或PLC的控制節(jié)點DO2、高壓開關(guān)QF的輔助節(jié)點串接與預充電控制開關(guān)KMY的控制繞組相連。降低了變頻器在合高壓開關(guān)的情況下，對系統(tǒng)母線的沖擊，滿足在沒有高壓電源的情況下系統(tǒng)正常功能調(diào)試。
文檔編號H02M5/32GK201629677SQ20102015345
公開日2010年11月10日 申請日期2010年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月3日
發(fā)明者于廣, 任志遠, 宋衛(wèi)東, 施明賢, 朱衛(wèi)東, 李艷萍, 杜剛強, 欒曉亮, 畢明新, 田洪平, 趙建偉 申請人:東方電子股份有限公司