[实用新型]基于预充电电路的新型变频器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变频器，具体来说，涉及一种基于预充电电路的新型变频器。

背景技术

目前中高压变频器已经广泛应用于冶金、石油化工、电力、供水和矿山等领域的风机和水泵等负载设备，在节能方面具有显著的效果。通常中高压变频器中有多个功率单元，每个单元中有许多电容，为了抑制系统上电时的冲击电流，必须要设置预充电电路来减少冲击电流，目前，中高压变频器的预充电回路是包含在各个单元里面的，也就是说在每个单元里面都有一个独立的预充电电路，但这种方案的缺点是：元件较多，损坏的几率大，维护比较麻烦；由于每个功率单元中都有预充电电路，要用到大量元件，成本较高；需要对每个充电回路单独控制，控制系统比较复杂。

实用新型内容

针对以上的不足，本实用新型提供了一种解决了传统中高压变频器的预充电电路的可靠性低、成本高和控制复杂等问题的基于预充电电路的新型变频器，它包括通过高压开关连接高压电源输入端的输入电压器，所述输入变压器的输出端连接有数个功率单元，所述高压开关与输入变压器的输入端之间串联有预充电电路，所述预充电电路包括连接在高压开关与输入变压器的输入端之间的高压电抗器，所述高压电抗器的两端并联有高压接触器，高压接触器的主触点的开闭通过电压检测模块来控制，电压检测模块连接输入变压器的输入端。

所述功率单元包括充电电容C，以及将电压器输出端的低压交流电变为直流电的全桥整流模块，整流后的直流电再通过IGBT逆变桥控制形成满足需要的交流电流。

所述全桥整流模块为三相全桥整流模块，所述IGBT逆变桥控制输出的交流电流为单相交流电流。

本实用新型的有益效果：本实用新型将传统的变频器的功率单元中的预充电电路移植到高压电源输入端与输入电压器之间，这样不但可以保证抑制系统上电时产生冲击电流，同时也能极大节省生产成本，便于维护，还能提高预充电电路的可靠性；另外，本实用新型相对于使用低压升压变压器的预充电电路，由于高压和低压侧没有直接连接，避免了由于高低压短路而造成的风险。

附图说明

图1为本实用新型的基于预充电电路的新型变频器的电路原理图；

图2为本实用新型功率单元的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述。

如1和图2所示，本实用新型的基于预充电电路的新型变频器包括高压开关、预充电电路、输入电压器和数个功率单元，高压开关连接高压电源输入端，高压开关用于控制整个变频器的开关，高压开关、预充电电路与输入变压器的输入端依次串联在一起，预充电电路用于抑制系统上电时产生冲击电流，所有功率单元连接在输入变压器的输出端连。

其中，预充电电路包括高压电抗器、高压接触器和电压检测模块，高压电抗器连接在高压开关与输入变压器的输入端之间，高压接触器并联在高压电抗器的两端，高压接触器的主触点的开闭通过电压检测模块来控制，电压检测模块连接输入变压器的输入端。

另外，功率单元包括充电电容C，以及将变压器输出端的低压交流电变为直流电的全桥整流模块，整流后的直流电再通过IGBT逆变桥控制形成满足需要的交流电流，全桥整流模块为三相全桥整流模块，IGBT逆变桥控制输出的交流电流为单相交流电流。由多个功率单元串联给电动机直接供电，通过对每个单元进行PWM控制，使得各个功率单元的输出电压叠加在一起成高压的阶梯状正弦波，而且电压和频率是可以通过PWM控制模块进行控制，同时由于电机内部电感的存在，使得输出的电流非常接近正弦波，从而可以驱动高压电机。三相全桥整流模块包括三组并联的支路，每个支路由串联的二极管组成，它包括二极管D1~D6，所述IGBT逆变桥包括IGBT1、IGBT2、IGBT3和IGBT4。

变频器未启动时，高压接触器处于断开状态，当需要启动变频器时，接通高压电源，此时高压电源进入高压电抗器，高压电源经由高压电抗器进入输入变压器的输入端，经由输入变压器的多重二次绕组降压后输入到每个功率单元中。由于输入变压器输入端的高压电抗器抑流作用，使得功率单元内的电容充电时无冲击电流，充电电流平稳，电容电压缓慢上升。当电容充电完成时，输入变压器的输入端达到额定的充电完成电压，输入变压器输入端的电压检测模块检测到电压值达到额定电压时，发出高压接触器闭合指令，使高压接触器闭合，此时，与高压接触器并联的高压电抗器被短路后不起作用，整个预充电过程完成。

预充电过程完成后，变频器可以正常启动运行。