專利名稱：電壓中間電路變換器的中間電路電容器的放電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為一電壓中間電路變換器(converter)的一中間電路電容器放電的方法，所述電壓中間電路變換器的線路側(cè)上的電子功率變流器具有可斷開的功率半導(dǎo)體，且可借助一串聯(lián)電路與一交流電網(wǎng)連接，其中該串聯(lián)電路可由包括一充電接觸器、一預(yù)充電電阻器、一變壓器和一主開關(guān)的線路接觸器旁路。
背景技術(shù)：
電壓中間電路變換器一般都設(shè)有預(yù)充電電路。用該預(yù)充電電路為中間電路電容器充電。通過(guò)選擇預(yù)充電電阻來(lái)調(diào)節(jié)充電電流。這個(gè)充電電流不得超過(guò)線路側(cè)換流器的可斷開功率半導(dǎo)體的反向二極管的最大二極管電流。如果未設(shè)充電電阻器，所形成的充電電流將會(huì)超過(guò)線路側(cè)二極管的最大載流能力。其結(jié)果就是這部分二極管的損壞。一旦中間電路電容器達(dá)到最大荷電量的例如80%，就用線路接觸器旁路預(yù)充電電阻器。如此一來(lái)，線路側(cè)換流器就通過(guò)電源變壓器與交流電網(wǎng)連接。實(shí)施維護(hù)工作或者排除故障時(shí)，必須確保中間電路電容器在電壓中間電路變換器斷開后的較短時(shí)間內(nèi)放電。至少需要確保中間電路電容器上的下降電壓不大于60V直流電壓。在此情況下，當(dāng)維護(hù)人員接觸這個(gè)直流電壓時(shí)才不會(huì)形成觸電電流。市場(chǎng)上有售的電壓中間電路變換器借助可通斷電阻器為中間電路電容器放電。這個(gè)電阻器與中間電路電容器電性并聯(lián)。也就是說(shuō)，放電操作需要用到附加組件，例如接觸器或可斷功率半導(dǎo)體以及電阻器。DE 102007047713A1揭示一種使用既有預(yù)充電電阻器為高壓網(wǎng)絡(luò)放電的方法。具有直流電壓電容器的電路是混合動(dòng)力汽車中的高壓網(wǎng)絡(luò)。在最簡(jiǎn)單的情況下，這個(gè)高壓網(wǎng)絡(luò)由電池、包含直流電壓電容器的功率變換器、一或多個(gè)電機(jī)、其他高壓用電設(shè)備以及為所有高壓組件建立導(dǎo)電連接的電纜束。高壓電池可以借助由預(yù)充電電阻器和開關(guān)構(gòu)成的可跨接串聯(lián)電路與直流電壓電容器的正極連接。該直流電壓電容器的負(fù)極則可借助另一開關(guān)與高壓電池的負(fù)極連接。放電過(guò)程使用放電接觸器，其同樣具有普通的閉合觸點(diǎn)或開關(guān)。這個(gè)放電接觸器與預(yù)充電電阻器連接的方式使得預(yù)充電電阻器在放電接觸器的觸點(diǎn)閉合時(shí)與直流電壓電容器電性并聯(lián)。這一措施將已知的放電電路縮減至一個(gè)接觸器，因?yàn)轭A(yù)充電電阻器不僅用于充電，也能用來(lái)放電。通過(guò)確定預(yù)充電電阻器的尺寸，可以使直流電壓電容器的放電速度遠(yuǎn)快于使用獨(dú)立放電電路時(shí)的放電速度。雖然放電電路已經(jīng)過(guò)很大程度的簡(jiǎn)化，但仍然需要使用附加組件，即接觸器，該接觸器不但需要占用相應(yīng)的安裝空間，還需要與具有直流電壓電容器的電路進(jìn)行連接。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種為一前述類型的電壓中間電路變換器的一中間電路電容器放電的方法。
權(quán)利要求1所述的處理步驟為本發(fā)明用以達(dá)成上述目的的解決方案。通過(guò)將一主開關(guān)和一線路接觸器斷開，同時(shí)將既有的預(yù)充電接觸器以及所述線路側(cè)換流器的兩個(gè)沿對(duì)角線相對(duì)布置的可斷開的功率半導(dǎo)體接通，使所述預(yù)充電電阻器與所述中間電路電容器電性并聯(lián)。這樣就在電壓中間電路變換器的中間電路電容器的放電過(guò)程中也能對(duì)預(yù)充電電阻器加以利用，不必設(shè)置附加的接觸器或開關(guān)。也就是說(shuō)，前述類型的電壓中間電路變換器的中間電路電容器放電時(shí)使用的是既有組件。


圖1為用電壓中間電路變換器的變壓器進(jìn)行單相供電的方案；以及圖2為用電壓中間電路變換器的變壓器進(jìn)行三相供電的方案。
具體實(shí)施例方式下文將參照附圖以及附圖所示的兩種關(guān)于電壓中間電路變換器的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1僅示意了電壓中間電路變換器2中包含中間電路電容器Czk的電壓中間電路以及線路側(cè)換流器4。為清楚起見，附圖未詳細(xì)示意負(fù)載側(cè)換流器及連接在該換流器上的負(fù)載。電壓中間電路變換器2可借助其他組件與單相交流電網(wǎng)連接。這些附加組件包括預(yù)充電電路6、 橋接電路8、用于電位分離的變壓器T和主開關(guān)HS。由于電壓中間電路變換器2連接在單相交流電網(wǎng)上，線路側(cè)功率換流器(power converter) 4僅具有兩個(gè)橋接旁路10和12，這些橋接旁路各具有兩個(gè)電性串聯(lián)的可斷開的功率半導(dǎo)體A1、A2和A3、A4。變壓器T的次級(jí)繞組16的一個(gè)端子通過(guò)橋接電路8連接在橋接旁路10的交流電壓側(cè)端子14上。這個(gè)次級(jí)繞組16的第二端子則直接與線路側(cè)換流器4的橋接旁路12的交流電壓側(cè)端子18連接。 預(yù)充電電路6與橋接電路8電性并聯(lián)。這個(gè)預(yù)充電電路6具有預(yù)充電接觸器VS和預(yù)充電電阻器Rv。預(yù)充電接觸器VS與預(yù)充電電阻器Rv電性串聯(lián)。橋接電路8僅具有電源接觸器 NS。變壓器T的初級(jí)繞組20可借助主開關(guān)HS與圖中未詳示的交流電網(wǎng)連接。如果將上述電壓中間電路變換器2連接到單相交流電網(wǎng)上，主開關(guān)HS和預(yù)充電接觸器VS就會(huì)閉合。由此接通一條電流路徑，在該電流路徑上流動(dòng)的充電電流為中間電路電容器Czk充電。這個(gè)中間電路電容器Czk —達(dá)到最大荷電量的例如80%，電源接觸器NS就會(huì)閉合。在此情況下，預(yù)充電電路6被跨接。隨后可無(wú)電斷開預(yù)充電接觸器VS。為電壓中間電路變換器2的中間電容器Cai放電時(shí)按下述方式進(jìn)行操作首先通過(guò)斷開主開關(guān)HS來(lái)從交流電網(wǎng)上斷開電壓中間電路變換器2。接下來(lái)將線路接觸器NS斷開，將預(yù)充電接觸器VS閉合。如此一來(lái)，預(yù)充電電阻器Rv將和變壓器T的次級(jí)繞組16 —起與線路側(cè)換流器4的交流電壓側(cè)端子14和18電性并聯(lián)。為了使預(yù)充電電阻器Rv與電壓中間電路變換器的中間電路電容器Czk電性并聯(lián)，只需要再接通線路側(cè)換流器4的四個(gè)可斷開的功率半導(dǎo)體中的其中兩個(gè)可斷開的功率半導(dǎo)體。或者接通可斷功率半導(dǎo)體Al和A4，或者接通可斷功率半導(dǎo)體A2和A3。中間電路電容器Czk放電后，將預(yù)充電接觸器VS斷開，將已接通的可斷開的功率半導(dǎo)體Al、A4或A3、A2重新關(guān)斷。本發(fā)明的上述方法可以借助既有的預(yù)充電電阻器Rv為附圖所示的電壓中間電路變換器2的中間電路電容器Czk放電，而不需要設(shè)置放電接觸器。 圖2為用于連接到三相交流電網(wǎng)(未詳示)上的電壓中間電路變換器2。這種實(shí)施方式與圖1所示實(shí)施方式之間的區(qū)別在于，線路側(cè)功率換流器4僅具有三個(gè)橋接旁路。 變壓器T仍然采用三相變壓器。主開關(guān)HS、線路接觸器NS和預(yù)充電接觸器VS也分別采用三相設(shè)計(jì)。圖2所示的實(shí)施方式使用三個(gè)預(yù)充電電阻器Rv，而不再是一個(gè)預(yù)充電電阻器Rv。 雖然實(shí)施方式有所變化，但為中間電路電容器Cai放電的方法沒有任何改變。
權(quán)利要求
1.一種為一電壓中間電路變換器O)的一中間電路電容器(Czk)放電的方法，所述電壓中間電路變換器的線路側(cè)換流器(4)具有可斷開的功率半導(dǎo)體(Al，..., A6)，且可借助一由一預(yù)充電接觸器(VS)、一預(yù)充電電阻器(Rv)、一變壓器(T)和一主開關(guān)(HS)構(gòu)成的串聯(lián)電路與一交流電網(wǎng)連接，其中所述預(yù)充電接觸器(W)和預(yù)充電電阻器(Rv)可用一電源接觸器(NS)跨接，其中，將所述主開關(guān)(HS)和所述電源接觸器(NS)斷開，將預(yù)充電接觸器 (VS)閉合，將所述線路側(cè)換流器(4)的兩個(gè)沿對(duì)角線相對(duì)布置的可斷開的功率半導(dǎo)體(Al， A4 ；A2, A3)接通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述中間電路電容器(Czk)達(dá)到一預(yù)定的減小的荷電量時(shí)，將所述預(yù)充電接觸器 (VS)斷開，將所述電壓中間電路變換器(2)的線路側(cè)換流器⑷的兩個(gè)已接通的可斷開的功率半導(dǎo)體(Al，A4 ；A2, A3)關(guān)斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種為一電壓中間電路變換器(2)的一中間電路電容器(CZK)放電的方法，所述電壓中間電路變換器的網(wǎng)側(cè)換流器(4)具有可斷功率半導(dǎo)體(A1，...，A6)，且可借助一由一預(yù)充電接觸器(VS)、一預(yù)充電電阻器(RV)、一變壓器(T)和一主開關(guān)(HS)構(gòu)成的串聯(lián)電路與一交流電網(wǎng)連接，所述預(yù)充電接觸器和預(yù)充電電阻器可用一電源接觸器(NS)跨接。根據(jù)本發(fā)明，將所述主開關(guān)(HS)和所述電源接觸器(NS)斷開，其中，將預(yù)充電接觸器(VS)閉合，將所述線路側(cè)換流器(4)的兩個(gè)沿對(duì)角線相對(duì)布置的可斷功率半導(dǎo)體(A1，A4；A2，A3)接通。借此實(shí)現(xiàn)一種無(wú)需設(shè)置附加組件便能為電壓中間電路變換器(2)的中間電路電容器(CZK)放電的方法。
文檔編號(hào)H02M7/12GK102474172SQ201080036658
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者安德烈亞斯·納格爾, 格拉爾德·阿姆勒, 馬庫(kù)斯·阿克曼 申請(qǐng)人:西門子公司