專利名稱：一種變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變頻器領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種自動(dòng)均壓型的三電平中高壓變頻
o
背景技術(shù)：
三電平變頻器由于輸出電壓高、輸出功率大、諧波含量低，在中高壓大功率變頻領(lǐng) 域得到了廣泛應(yīng)用。變頻器直流環(huán)節(jié)并聯(lián)有多個(gè)支撐電容，用于維持直流電壓的穩(wěn)定。變 頻器接入電網(wǎng)后，電網(wǎng)電壓會(huì)直接加到支撐電容上，由于支撐電容的電壓不能突變，會(huì)在支 撐電容上產(chǎn)生一個(gè)很大的沖擊電流，對(duì)支撐電容造成損害。這就需要通過預(yù)充電電路對(duì)支 撐電容進(jìn)行充電，以避免沖擊電流造成的損害。參見圖1，示出一種三電平變頻器，該變頻器包括主電路和預(yù)充電電路，主電路包 括連接電網(wǎng)側(cè)的整流器U1、連接負(fù)載側(cè)的逆變器U2，整流器U1和逆變器U2的正極、負(fù)極、 中間點(diǎn)(M點(diǎn))分別連接，其中，逆變器U2的正極和M點(diǎn)之間連接上半橋支撐電容C1，逆變 器U2的負(fù)極和M點(diǎn)之間連接下半橋支撐電容C2。預(yù)充電電路包括變壓器T1，變壓器TI的原邊通過開關(guān)K1連接充電電源，副邊一端 連接在二極管D1和二極管D3的公共端，另一端連接在二極管D2和二極管D4的公共端；二 極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4依次串聯(lián)，其中，二極管D1和二極管D2陰極相 連接，其公共端通過電阻R1連接在逆變器正極。該變頻器的上半橋支撐電容C1和下半橋支撐電容C2由于材料及生產(chǎn)工藝等原 因，支撐電容值不可能完全相同，總會(huì)存在一定偏差，導(dǎo)致充電過程中上半橋支撐電容C1 和下半橋支撐電容C2的電壓不平衡。參見圖2，上半橋支撐電容C1和下半橋支撐電容C2的支撐電容值偏差達(dá)到10% 時(shí)，兩支撐電容的充電電壓的波形(上半橋支撐電容C1正偏10%，下半橋支撐電容C2負(fù)偏 10% )，由圖2可見上半橋支撐電容C1和下半橋支撐電容C2的電壓波形明顯不平衡，下半 橋支撐電容C2承受的電壓比正常值高出很多，很容易導(dǎo)致上半橋支撐電容C2因過壓而損 壞。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種變頻器，該變頻器實(shí)現(xiàn)充電過程中的自動(dòng) 均壓，保護(hù)上下半橋支撐電容不受過壓的損害。本發(fā)明涉及一種變頻器，包括主電路和預(yù)充電電路，主電路包括連接電網(wǎng)側(cè)的整 流器和連接負(fù)載側(cè)的逆變器，整流器和逆變器的正極、負(fù)極和中間點(diǎn)分別連接，其中，逆變 器的正極和中間點(diǎn)之間連接上半橋支撐電容，負(fù)極和中間點(diǎn)之間連接下半橋支撐電容；預(yù)充電電路包括變壓器，變壓器的原邊連接充電電源，副邊第一端點(diǎn)連接在第 一二極管和第三二極管的公共端，副邊第二端連接在第二二極管和第四二極管的公共端； 第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管依次串聯(lián)，其中，第一二極管和第二二
3極管的陰極相連接，其公共端連接逆變器的正極，第三二極管和第四二極管的陽(yáng)極相連接， 其公共端連接逆變器的負(fù)極，變壓器副邊的第三端點(diǎn)連接逆變器的中間點(diǎn)。優(yōu)選的，所述變壓器的原邊通過開關(guān)連接充電電源。優(yōu)選的，第一二極管和第二二極管的公共端通過第一電阻連接逆變器的正極。優(yōu)選的，第三二極管和第四二極管的公共端通過第二電阻連接逆變器的負(fù)極。優(yōu)選的，所述充電電源為三相輸入電源，可匹配380V、460V和690V等多種電壓。優(yōu)選的，所述變壓器為三相升壓變壓器。本發(fā)明解決上半橋支撐電容和下半橋支撐電容充電電壓不平衡的問題，實(shí)現(xiàn)上半 橋支撐電容和下半橋支撐電容充電過程中的自動(dòng)均壓，保護(hù)上下半橋支撐電容不受過壓的損害。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有的三電平變頻器電路圖；圖2為現(xiàn)有的上半橋支撐電容和下半橋支撐電容的充電電壓的波形；圖3為本發(fā)明變頻器電路圖；圖4為本發(fā)明上半橋支撐電容和下半橋支撐電容的充電電壓的波形。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參見圖3，示出本發(fā)明一種變頻器，包括主電路和預(yù)充電電路，主電路包括連接電 網(wǎng)側(cè)的整流器U1和連接負(fù)載側(cè)的逆變器U2，整流器U1和逆變器U2的正極、負(fù)極和中間點(diǎn) 分別連接，其中，逆變器U1的正極和中間點(diǎn)(M點(diǎn))之間連接上半橋支撐電容C1，負(fù)極和中 間點(diǎn)(M點(diǎn))之間連接下半橋支撐電容C2 ；預(yù)充電電路包括變壓器T2，變壓器T2的原邊連接充電電源，副邊第一端點(diǎn)連接在 二極管D1和二極管D3的公共端，副邊第二端連接在二極管D2和二極管D4的公共端；二極 管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4依次串聯(lián)，其中，二極管D1和二極管D2的陰極相 連接，其公共端連接逆變器U2的正極，二極管D3和二極管D4的陽(yáng)極相連接，其公共端連接 逆變器U2的負(fù)極，變壓器T2副邊的第三端點(diǎn)連接逆變器U2的中間點(diǎn)(M點(diǎn))。變壓器T2的原邊通過開關(guān)K2連接充電電源。二極管D1和二極管D2的公共端通 過電阻R1連接逆變器U2的正極，二極管D3和二極管D4的公共端通過電阻R2連接逆變器 U2的負(fù)極。所述充電電源為三相輸入電源，可匹配380V、460V和690V等多種電壓。變壓器T1為三相升壓變壓器，具有多個(gè)抽頭。本發(fā)明涉及變頻器的預(yù)充電電路在主電路上電之前，先閉合開關(guān)K2，對(duì)上半橋支 撐電容C1和下半橋支撐電容C2進(jìn)行充電，待上半橋支撐電容C1和下半橋支撐電容C2在 規(guī)定時(shí)間達(dá)到規(guī)定電壓值后，再閉合整流器U1電網(wǎng)側(cè)供電開關(guān)，同時(shí)斷開開關(guān)K2，充電過 程完成。假設(shè)上半橋電壓率先達(dá)到輸入電壓峰值，則二極管D1和二極管D2截止，停止對(duì)上 半橋支撐電容C1充電；而下半橋支撐電容C2繼續(xù)通過二極管D3和二極管D4充電，直至也 達(dá)到輸入電壓峰值。同理，如果下半橋電壓率先達(dá)到輸入電壓峰值，則二極管D3和二極管D4管截止， 停止對(duì)下半橋支撐電容C2充電；而上半橋支撐電容C1繼續(xù)通過二極管D1和二極管D2充 電，直至也達(dá)到輸入電壓峰值。當(dāng)上半橋支撐電容C1和下半橋支撐電容C2的支撐電容值偏差10%時(shí)(上半橋支 撐電容C1正偏10 %，下半橋支撐電容C2負(fù)偏10 % )，充電電壓波形如圖4所示?？芍习?橋支撐電容C1和下半橋支撐電容C2的電壓基本相同，解決上半橋支撐電容C1和下半橋支 撐電容C2充電電壓不平衡的問題，實(shí)現(xiàn)上半橋支撐電容C1和下半橋支撐電容C2充電過程 中的自動(dòng)均壓，保護(hù)上下半橋支撐電容不受過壓的損害。本發(fā)明涉及變頻器的整流器U1可采用二極管整流，當(dāng)然也可采用可控整流。逆變 器U2可以是單重，也可以是多重并聯(lián)或級(jí)聯(lián)。以上所述僅是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種變頻器，包括主電路和預(yù)充電電路，主電路包括連接電網(wǎng)側(cè)的整流器、連接負(fù)載側(cè)的逆變器，整流器和逆變器的正極、負(fù)極和中間點(diǎn)分別連接，其中，逆變器的正極和中間點(diǎn)之間連接上半橋支撐電容，負(fù)極和中間點(diǎn)之間連接下半橋支撐電容；預(yù)充電電路包括變壓器，變壓器的原邊連接充電電源，副邊第一端點(diǎn)連接在第一二極管和第三二極管的公共端，副邊第二端點(diǎn)連接在第二二極管和第四二極管的公共端；第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管依次串聯(lián)，其中，第一二極管和第二二極管的陰極相連接，其公共端連接逆變器的正極，第三二極管和第四二極管的陽(yáng)極相連接，其公共端連接逆變器的負(fù)極，其特征在于變壓器副邊的第三端點(diǎn)連接逆變器的中間點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的變頻器，其特征在于，所述變壓器的原邊通過開關(guān)連接充電電源。
3.如權(quán)利要求1所述的變頻器，其特征在于，第一二極管和第二二極管的公共端通過 第一電阻連接逆變器的正極。
4.如權(quán)利要求1所述的變頻器，其特征在于，第三二極管和第四二極管的公共端通過 第二電阻連接逆變器的負(fù)極。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的變頻器，其特征在于，所述充電電源為三相輸入電源， 匹配380V、460V和690V電壓。
6.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的變頻器，其特征在于，所述變壓器為三相升壓變壓器。全文摘要
本發(fā)明涉及一種變頻器，整流器和逆變器的正極、負(fù)極和中間點(diǎn)分別連接，逆變器的正極和中間點(diǎn)之間連接上半橋支撐電容，負(fù)極和中間點(diǎn)之間連接下半橋支撐電容；預(yù)充電電路包括變壓器，變壓器的原邊連接充電電源，副邊第一端點(diǎn)連接在第一二極管和第三二極管的公共端，副邊第二短連接在第二二極管和第四二極管的公共端；第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管依次串聯(lián)，第一二極管和第二二極管的陰極相連接，其公共端連接逆變器的正極，第三二極管和第四二極管的陽(yáng)極相連接，其公共端連接逆變器的負(fù)極，變壓器副邊的第三端點(diǎn)連接逆變器的中間點(diǎn)。本發(fā)明變頻器實(shí)現(xiàn)充電過程中的自動(dòng)均壓，保護(hù)上下半橋支撐電容不受過壓的損害。
文檔編號(hào)H02M5/451GK101895205SQ201010240750
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者和紹君, 唐林, 孫保濤, 宋嬌, 忻力, 李彥涌, 楊進(jìn)峰, 胡家喜, 榮智林 申請(qǐng)人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司