一種新型的預(yù)充電電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型的預(yù)充電電路，包括三相全橋半控整流電路、整流電路的驅(qū)動(dòng)電路、交流電壓檢測(cè)電路、直流電壓檢測(cè)電路、直流電流采樣電路、逆變電路、逆變驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)字信號(hào)處理器，所述數(shù)字信號(hào)處理器與整流電路驅(qū)動(dòng)電路、交流電壓檢測(cè)電路、直流電壓檢測(cè)電路、直流電流檢測(cè)電路和逆變驅(qū)動(dòng)電路相連，所述三相全橋半控整流電路與整流電路的驅(qū)動(dòng)電路、直流電流檢測(cè)電路和交流電壓檢測(cè)電路相連，所述逆變電路與直流電壓檢測(cè)電路和逆變驅(qū)動(dòng)電路相連。該新型預(yù)充電電路效果好、延長(zhǎng)電容壽命、無(wú)需充電電阻、電容無(wú)沖擊電流、安全性高、電路簡(jiǎn)易、損耗低，使變頻器更安全、可靠、穩(wěn)定的工作。
【專利說(shuō)明】一種新型的預(yù)充電電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及變頻器的預(yù)充電領(lǐng)域，提出了一種新型的預(yù)充電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，節(jié)能減排的需要越來(lái)越大。因?yàn)樽冾l器具有調(diào)速范圍寬，響應(yīng)速度快，低速轉(zhuǎn)矩大，節(jié)能效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)，因此，變頻器在電機(jī)控制方面的應(yīng)用越來(lái)越廣，特別是對(duì)油田中的抽油機(jī)的控制，這對(duì)變頻器的安全性提出了更高的要求。
[0003]傳統(tǒng)的變頻器的預(yù)充電電路沒有保護(hù)電路，因此在安全問(wèn)題上存在隱患。為使變頻器內(nèi)部直流母線電壓平穩(wěn)，防止電壓的波動(dòng)，一般在直流母線上并聯(lián)大容量的電解電容，變頻器開始上電時(shí)，如果直接給電容充電，則會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的充電電流，而大電流對(duì)器件、電容都會(huì)造成很大沖擊，輕則縮短器件的使用壽命，重則導(dǎo)致器件損毀，耽誤生產(chǎn)，所以傳統(tǒng)的控制策略是在電解電容前端串聯(lián)充電電阻進(jìn)行限流，當(dāng)電容的電壓達(dá)到一定的數(shù)值后通過(guò)導(dǎo)通與充電電阻并聯(lián)的晶閘管將充電電阻切除。若在充電電阻沒有切除的條件下，便使變頻器工作輸出，由于充電電阻的功率較小，過(guò)大的電流則會(huì)燒毀充電電阻。傳統(tǒng)應(yīng)用中，在變頻器上電時(shí)，與充電電阻并聯(lián)的晶閘管斷開，電容通過(guò)充電電阻進(jìn)行充電，當(dāng)電容電壓的數(shù)值達(dá)到80%時(shí)，晶閘管導(dǎo)通，切除充電電阻。而且在上電時(shí)，如果多個(gè)電解電容中有一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，其他的電解電容將會(huì)承受更大的電壓，導(dǎo)致電解電容使用壽命的縮短，甚至發(fā)生故障。
[0004]當(dāng)抽油機(jī)處于下沖程時(shí)，直流母線電壓會(huì)升高，如果超過(guò)一定的數(shù)值后，則會(huì)開啟制動(dòng)電路，將多余的能量消耗在制動(dòng)電阻上，從而保證直流母線上的電壓限制在一定的安全范圍內(nèi)。由于制動(dòng)單元與電解電容在電路上處于并聯(lián)關(guān)系，因此如果因某種原因?qū)е轮苿?dòng)電路中的晶閘管短路，則在變頻器上電時(shí)，便會(huì)將電解電容兩端的電壓拉低，當(dāng)?shù)陀谝蟮?0%時(shí)，將導(dǎo)致晶閘管無(wú)法導(dǎo)通，充電電阻一直處于工作狀態(tài)，有可能引起電阻燒壞。
[0005]而且，隨著變頻器的功率要求越來(lái)越大，對(duì)預(yù)充電電路中的器件，如晶閘管和充電電阻的硬件以及控制策略的要求也日益苛刻，成本也隨之升高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述缺陷，提供了一種新型的預(yù)充電電路。
[0007]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種新型的預(yù)充電電路，包括三相全橋半控整流電路、整流電路的驅(qū)動(dòng)電路、交流電壓檢測(cè)電路、直流電壓檢測(cè)電路、直流電流采樣電路、逆變電路、逆變驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)字信號(hào)處理器，所述數(shù)字信號(hào)處理器與整流電路驅(qū)動(dòng)電路、交流電壓檢測(cè)電路、直流電壓檢測(cè)電路、直流電流檢測(cè)電路和逆變驅(qū)動(dòng)電路相連，所述三相全橋半控整流電路與整流電路的驅(qū)動(dòng)電路、直流電流檢測(cè)電路和交流電壓檢測(cè)電路相連，所述逆變電路與直流電壓檢測(cè)電路和逆變驅(qū)動(dòng)電路相連。
[0008]作為優(yōu)選，所述的三相全橋半控整流電路包括二極管(D2)、二極管(D3)、二極管(D4)、晶閘管(Tl)、晶閘管(T2)、晶閘管(T3)。所述二極管(D2)、二極管(D3)、二極管(D4)的陰極與直流電壓正極相連接，所述二極管(D2)、二極管(D3)、二極管(D4)的陽(yáng)極分別與晶閘管(Tl)、晶閘管(T2)、晶閘管(T3)的陰極相連，所述晶閘管(Tl)、晶閘管(T2)、晶閘管(T3)的陽(yáng)極與直流電壓的負(fù)極相連，所述晶閘管(Tl)、晶閘管(T2)、晶閘管(T3)的門極分別與數(shù)字信號(hào)處理器的觸發(fā)信號(hào)相連。
[0009]作為優(yōu)選，所述直流電壓檢測(cè)裝置通過(guò)采用直流電壓互感器將直流母線電壓隔離后，并將采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)化為符合數(shù)字信號(hào)處理器所要求的脈沖信號(hào)。
[0010]相比較于傳統(tǒng)的預(yù)充電電路，本實(shí)用新型的預(yù)充電電路的有益效果是:節(jié)省掉了傳統(tǒng)使用的充電電阻，減少了設(shè)備的成本；電解電容的充電電壓均勻變化，充電電流小，延長(zhǎng)了電容的使用壽命；通過(guò)檢測(cè)直流電壓信號(hào)和直流電流信號(hào)，對(duì)電解電容和制動(dòng)單元進(jìn)行保護(hù)，增強(qiáng)了預(yù)充電電路的可靠性。在改進(jìn)的基礎(chǔ)上，不僅簡(jiǎn)化了預(yù)充電電路，而且增加了預(yù)充電電路的安全性和可靠性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為傳統(tǒng)的預(yù)充電電路的電路原理結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型的預(yù)充電電路的電路原理結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型的預(yù)充電電路的控制系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖2，一種新型的預(yù)充電電路，包括三相全橋半控整流電路、整流電路的驅(qū)動(dòng)電路、交流電壓檢測(cè)電路、直流電壓檢測(cè)電路、直流電流采樣電路、逆變電路、逆變驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)字信號(hào)處理器，所述數(shù)字信號(hào)處理器與整流電路驅(qū)動(dòng)電路、交流電壓檢測(cè)電路、直流電壓檢測(cè)電路、直流電流檢測(cè)電路和逆變驅(qū)動(dòng)電路相連，所述三相全橋半控整流電路與整流電路的驅(qū)動(dòng)電路、直流電流檢測(cè)電路和交流電壓檢測(cè)電路相連，所述逆變電路與直流電壓檢測(cè)電路和逆變驅(qū)動(dòng)電路相連。
[0015]如圖2，所述的三相全橋半控整流電路包括二極管(D2)、二極管(D3)、二極管(D4)、晶閘管(Tl)、晶閘管(T2)、晶閘管(T3)。所述二極管(D2)、二極管(D3)、二極管(D4)的陰極與直流電壓正極相連接，所述二極管(D2)、二極管(D3)、二極管(D4)的陽(yáng)極分別與晶閘管(Tl)、晶閘管(T2)、晶閘管(T3)的陰極相連，所述晶閘管(Tl)、晶閘管(T2)、晶閘管(T3)的陽(yáng)極與直流電壓的負(fù)極相連，所述晶閘管(Tl)、晶閘管(T2)、晶閘管(T3)的門極分別與數(shù)字信號(hào)處理器的觸發(fā)信號(hào)相連。
[0016]本發(fā)明如圖2所示，當(dāng)三相交流電上電時(shí)，通過(guò)交流電壓采樣電路檢測(cè)A相電壓的過(guò)零點(diǎn)，當(dāng)A相電壓過(guò)零時(shí)，處理器發(fā)出一路脈沖信號(hào)，在允許的合理時(shí)間內(nèi)，使晶閘管Tl的觸發(fā)角從180°到0°逐漸減小，在此過(guò)程中令晶閘管T2和T3截止。當(dāng)晶閘管Tl的觸發(fā)角變?yōu)?°時(shí)，處理器發(fā)出另兩路脈沖信號(hào)，通過(guò)整流電路的驅(qū)動(dòng)電路使晶閘管T1、T2和Τ3同時(shí)導(dǎo)通，完成充電的過(guò)程，這樣的充電過(guò)程使得電解電容兩端的電壓均勻變化，同時(shí)沒用沖擊電流，延長(zhǎng)了電解電容的使用壽命，同時(shí)由于省去了充電電阻，因此也避免了由于制動(dòng)單元的故障或者與充電電阻并聯(lián)的晶閘管的故障導(dǎo)致充電電阻的損壞。在此過(guò)程中，通過(guò)直流電壓采樣裝置對(duì)電容C2兩端的電壓進(jìn)行采樣，檢測(cè)直流電壓是否發(fā)生異常，如直流電壓升高過(guò)快，則是由其他電解電容損壞造成；直流電壓升的較慢，則可能是該電容已損壞所造成，此時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。通過(guò)直流電流采樣電路對(duì)母線線路中的電流進(jìn)行采樣，如果檢測(cè)到直流電流發(fā)生異常，即電流比正常工作時(shí)的電流大很多，則是制動(dòng)單元出現(xiàn)故障，此時(shí)處理發(fā)出警告顯示，并提示故障類型。
[0017]采用上述方案后，本實(shí)用新型的預(yù)充電電路的有益效果是:節(jié)省掉了傳統(tǒng)使用的充電電阻，減少了設(shè)備的成本；電解電容的充電電壓均勻變化，充電電流小，延長(zhǎng)了電容的使用壽命；通過(guò)檢測(cè)直流電壓信號(hào)和直流電流信號(hào)，對(duì)電解電容和制動(dòng)單元進(jìn)行保護(hù)，增強(qiáng)了預(yù)充電電路的可靠性。在改進(jìn)的基礎(chǔ)上，不僅簡(jiǎn)化了預(yù)充電電路，而且增加了預(yù)充電電路的安全性和可靠性。
【權(quán)利要求】
1.一種新型的預(yù)充電電路，包括三相全橋半控整流電路、整流電路的驅(qū)動(dòng)電路、交流電壓檢測(cè)電路、直流電壓檢測(cè)電路、直流電流采樣電路、逆變電路、逆變驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)字信號(hào)處理器，所述數(shù)字信號(hào)處理器與整流電路驅(qū)動(dòng)電路、交流電壓檢測(cè)電路、直流電壓檢測(cè)電路、直流電流檢測(cè)電路和逆變驅(qū)動(dòng)電路相連，所述三相全橋半控整流電路與整流電路的驅(qū)動(dòng)電路、直流電流檢測(cè)電路和交流電壓檢測(cè)電路相連，所述逆變電路與直流電壓檢測(cè)電路和逆變驅(qū)動(dòng)電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的預(yù)充電電路，其特征是:所述直流電壓檢測(cè)裝置通過(guò)直流電壓互感器將直流母線電壓隔離，并將采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)化為符合數(shù)字信號(hào)處理器所要求的電壓信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H02M7/162GK203691249SQ201420017896
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】劉祖超, 張加勝, 肖喜鵬, 朱守文, 陳瑞 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)