[发明专利]三相全控整流装置及其整流限流方法

说明书

技术领域

本发明涉及三相全控整流的技术领域，具体是一种三相全控整流装置及其整流限流方法。

背景技术

图1为背靠背三相桥式变流器，其主体部分由三相桥式整流器（即：三相全控整流桥A）、直流滤波电容C、三相桥式逆变器B组成，此外还包括熔断器F等辅助机构。三相桥式整流器由IGBT模块（T₁～T₆）构成。

如图2所示，在三相全控整流桥A与交流母线合闸瞬间，一方面，由于直流滤波电容C的电压不能突变，且初始电压为0，另一方面，由于直流滤波电容C两端的直流电压u_dc尚未建立，因此IGBT模块（T₁～T₆）不可控。基于上述原因，上电之初，交流电是通过所述IGBT模块（T₁～T₆）中的续流二极管进行不控整流，由于整个流通回路的阻抗较小，而压差很大，易形成较大的短路冲击电流，此时相当于将三相全控整流桥A短路。由于成本问题，不会按此瞬时冲击电流确定功率单元构成部件。但若不进行处理，又必然造成器件损坏。

此外，要使得三相全控整流桥A工作在可控整流阶段，所述直流电压u_dc仍然需要进行充电抬升，此时需要将IGBT模块进行解锁，以进行高功率因数整流，继续对直流滤波电容C进行充电和稳压。问题出现在解锁充电的瞬间，流经三相全控整流桥A的交流电流幅值陡增数十倍，且直流电压u_dc也出现过充和振荡稳定过程，如图4所示。此刻的交流电流对所述IGBT模块构成了严重威胁。因此，在三相全控型整流过程中，从不控整流解锁切换至可控整流阶段时，会出现大幅度过流失控的情况，对功率器件构成了严重威胁。原因分析：IGBT解锁软充电电路瞬间，软充电环节两个晶闸管Tr已导通，其影响可忽略。假设此时交流侧a相电压最高，u_ab、u_ac均大于0，如图5所示，由于同一桥臂的两个IGBT（T₁和T₂、T₃和T₄、T₅和T₆）导通和关断的逻辑互反（防止同一桥臂两个IGBT同时导通时造成的直流侧短路），故假设此时a相桥臂T₂截止，则T₁通过IGBT的续流二极管导通，如图5所示，若b相桥臂两管状态由T₄导通切换至T₃导通，则将出现交流侧通过T₁和T₃发生短路的现象；同理，c相桥臂T₅导通时，T₁和T₅发生短路的现象，则电流i_a将突增；若a相桥臂T₂导通，当T₄、T₆由断切至通时，同样会出现电流i_a大增现象，如图6所示。

如何解决上述技术问题，是本领域的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可防止在三相全控整流桥与交流母线合闸瞬间造成器件损坏的三相全控整流装置，并提供一种适于在三相全控型整流过程中，从不控整流解锁切换至可控整流阶段时，防止出现大幅度过流失控的整流限流方法。

为解决在三相全控整流桥与交流母线合闸瞬间造成器件损坏的技术问题，本发明提供了一种三相全控整流装置，其包括：三相全控整流桥A、直流滤波电容C、三相桥式逆变器B和CPU单元；三相全控整流桥A的直流输出端与直流滤波电容C的两端及三相桥式逆变器B的直流电源输入端相连；CPU单元与三相全控整流桥A的整流控制端及三相桥式逆变器B的逆变控制端相连；所述三相全控整流桥A的交流输入端设有与所述CPU单元相连的电流互感器，直流滤波电容C的正、负极之间设有与所述CPU单元相连的电压传感器；其特征在于：在三相全控整流桥A的任意两个交流输入端中的分别串接一软充电电路D；该软充电电路D包括：晶闸管Tr、与该晶闸管Tr并联的限流电阻R。