[发明专利]三相整流上电装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电力电子技术领域的上电装置，具体是一种用于三相不 控整流器或电压源PWM整流器的三相整流上电装置。

背景技术

三相交流电源供电的电力电子变换装置可以用于电力传动、电力系统等应用 领域，这种变换装置的前级电路一般为不控三相整流桥和电解电容组合电路，由 于电解电容的初始电压为零，在电解电容零电压的时候三相交流电压上电，会产 生冲击电流，造成的结果是：引起空气开关动作，限制开关容量；网侧电流冲击 过大，引起瞬时电压跌落，并造成谐波电流污染；电解电容空载电压过高对电解 电容、变频开关的耐压造成危害，为此必须采取软上电技术。现有软上电技术的 主要特征是：在直流正极线路上串联普通功率电阻或正温度系数(PTC)功率电 阻，限制电流的幅度在允许的范围内，当电解电容的电压达到一个期望值时模拟 或数字控制电路发出驱动脉冲开通一个与功率电阻并联的继电器或可控硅短接 功率电阻，进入二次上电过程。这种上电方式的结果是：上电过程是分级部分可 控的，电解电容电压的变化曲线是不可控的，有台阶的，表明电解电容仍然承受 较大的纹波电流，对电解电容的使用寿命有害；模拟或数字控制电路发出脉冲的 时刻是不精确的，受制于电路参数；另外，上电时间较长，整个装置的进入运行 状态的进程较慢。为此非常有必要需要改进传统的三相整流桥的上电电路的设计 方案。

现有三相整流上电电路包括两种：(1)直流回路功率电阻或PTC电阻式并 联继电器；(2)直流回路功率电阻或PTC电阻式并联继电器，均采用二次上电 的软启动过程。上述三相整流上电电路控制简单，应用广泛。

但是该现有技术不能解决二次上电问题，上电过程中电解电容电压波动较 大，线路电流幅值较高，引起空气开关误动作，电解电容电压纹波过大，影响其 工作寿命。由于线路分布电感的存在，使得空载电压过高对电解电容、变频开关 的耐压造成危害。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种三相整流上电装置，采用数 字控制器精确编程，具有电路结构简单、适用不同网压、上电效果良好的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：整流电路、电源电路和控 制电路，其中：整流电路和电源电路的输入端分别与三相交流电源的三个火线相 连，整流电路的输出端与控制电路相连接输出控制电源，整流电路的控制端与控 制电路的输出端相连以接收控制信号。

所述的整流电路采用大功率整流桥-电解电容整流技术，实行直流侧绝缘栅双 极型晶体管PWM斩波控制，使得电解电容上的升压波形符合一定的曲线，该整 流电路包括：三相二极管整流桥、功率电阻、功率二极管、逆导型开关、电解电 容、分压电阻和可控硅，其中：第一整流桥的三个交流输入端分别与三相交流电 源的三个火线相连，第一整流桥的输出直流正极分别与第一功率电阻的一端、第 一功率二极管的阴极、第一可控硅的阳极相连，第一整流桥的输出直流负极分别 与第一电解电容的负极、第三分压电阻的一端相连，形成输出负极端子，第一功 率电阻的另一端与第一功率二极管的阳极相连后与第一逆导型开关的输入端相 连，第一逆导型开关的输出端与第一可控硅的阴极、第一电解电容的正极、第二 分压电阻的一端相连，形成输出正极端子；第一分压电阻的另一端与第二分压电 阻的另一端相连后与控制电路相连，第一可控硅的门极与控制电路相连。

所述的电源电路包括：三相二极管整流桥、电解电容和开关电源，其中：三 相二极管整流桥的三个交流输入端分别与三相交流电源的三个火线相连，三相二 极管整流桥的输出直流正极与电解电容的正极相连，形成正极端子，电解电容的 正极与开关电源的输入正极相连，三相二极管整流桥的输出直流负极与电解电容 的负极相连，形成负极端子，并与开关电源的输入负极相连。

所述的控制电路包括：隔离驱动电路、微控制器和外围电路，其中：第一隔 离驱动器的输入端与微控制器的第一脉冲输出端子连接，第一隔离驱动器的输出 端与整流电路相连，第二隔离驱动器的输入端与微控制器的第二脉冲输出端子连 接，第二隔离驱动器的输出端与整流电路相连，微控制器的第一个模数转换端子 与整流电路相连。