本發(fā)明涉及三相電源領(lǐng)域，尤其涉及一種抑制三相電壓源型PWM整流器上電沖擊電流的裝置。

背景技術(shù)：

由于電壓源型PWM整流器的固有拓?fù)?，其直流?cè)需并接一個較大容量的電容器，而且其直流側(cè)的負(fù)載多并聯(lián)有一定容量的濾波電容，這些電容在工作中起到穩(wěn)定母線電壓的作用，是系統(tǒng)必不可少的組成部分。但是在PWM整流器上電的過程中，這些電容器的存在會產(chǎn)生極大的沖擊電流，超過設(shè)計的額定電流容量，損壞線路，也可能損壞IGBT(IPM等固態(tài)功率器件)，造成設(shè)備不可恢復(fù)的損壞。

由于IGBT等固態(tài)功率器件的工藝因素其內(nèi)部會寄生一個體二極管，這會導(dǎo)致即使給IGBT極短的開啟時間或者完全關(guān)閉，其體二極管組成的三相整流橋也會導(dǎo)通并對母線電容充電，所以必須增加一路額外的啟動電路，并有效抑制啟動電流。待到母線電壓達(dá)到閾值，PWM整流器再進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明公開了一種抑制三相電壓源型PWM整流器上電沖擊電流的裝置，包括與三相電纜相連接的輸入三相電纜，所述輸入三相電纜與控制整體電路通斷、在過流時進(jìn)行電路保護(hù)的開關(guān)電路相連接，所述開關(guān)電路與接觸器相連接，所述接觸器與三相電壓源型PWM整流器的輸入端相連接，該裝置還包括與接觸器并聯(lián)連接的可控阻尼電路，所述可控阻尼電路包括三個并聯(lián)設(shè)置的電阻R,所述每個電阻R分別連接繼電器M后再與接觸器的一端相連接，所述接觸器的另一端與三個電阻相連接，該裝置還包括檢測控制電路，所述檢測控制電路的檢測輸入端與三相電壓源型PWM整流器的直流母線相連接，所述檢測控制電路的兩個控制輸出端分別與接觸器和三個繼電器M相連接。

所述開關(guān)電路采用空氣開關(guān)。

所述檢測控制電路包括衰減電路，所述衰減電路的輸出端連接有隔離運(yùn)算放大器，所述隔離運(yùn)算放大器的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與數(shù)字信號處理器相連接，所述數(shù)字信號處理器與輸出驅(qū)動電路相連接。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種抑制三相電壓源型PWM整流器上電沖擊電流的裝置，在三相PWM整流器啟動過程中抑制上電電流，穩(wěn)定充電電流在一個預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，待檢測到母線電容電壓達(dá)到設(shè)定閾值，斷開可控阻尼電路，之后接通主電路，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。本發(fā)明的裝置是完全可控的，應(yīng)用中是否啟用可控阻尼電路是依據(jù)實(shí)際的直流母線側(cè)電壓決定的。同時裝置采用兩條獨(dú)立的電流通道，可控阻尼電路及工作電路在任意時刻均可獨(dú)立的開啟與關(guān)閉，不同的組合滿足特殊的工況需要，相比于阻尼電路無法主動與系統(tǒng)隔離只能通過接觸器短路阻尼電路的方案，提供了更大的靈活性。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本裝置的工作流程圖；

圖3為本實(shí)用新型中檢測控制電路的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整的描述：

如圖1所示的一種抑制三相電壓源型PWM整流器上電沖擊電流的裝置，其包括與三相電纜相連接的輸入三相電纜1，輸入三相電纜1與控制整體電路通斷、在過流時進(jìn)行電路保護(hù)的開關(guān)電路2相連接，開關(guān)電路2與接觸器3相連接，接觸器3與三相PWM整流器4的輸入端相連接，該裝置還包括與接觸器3并聯(lián)連接的可控阻尼電路5，所述可控阻尼電路5包括三個并聯(lián)設(shè)置的電阻R,所述每個電阻R分別連接繼電器M后再與接觸器3的一端相連接，接觸器3的另一端與三個電阻相連接，該裝置還包括檢測控制電路6，所述檢測控制電路6的檢測輸入端與三相PWM整流器4的直流母線相連接，所述檢測控制電路6的兩個控制輸出端分別與接觸器3和三個繼電器M相連接。三個并聯(lián)設(shè)置的電阻R在圖1中即電阻R1、電阻R2、電阻R3。

開關(guān)電路2采用空氣開關(guān)。

如圖3所示：檢測控制電路6包括衰減電路61，衰減電路61的輸出端連接有隔離運(yùn)算放大器62，隔離運(yùn)算放大器62的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器63相連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器63與數(shù)字信號處理器64相連接，所述數(shù)字信號處理器64與輸出驅(qū)動電路65相連接。

衰減電路61的作用：PWM整流器母線電壓額定電壓600V，設(shè)計留有裕量即最高電壓800V，隔離運(yùn)算放大器的輸入電壓范圍是正負(fù)0.3V，由于母線沒有負(fù)電壓，本設(shè)計中隔離運(yùn)算放大器的實(shí)際使用輸入電壓范圍為0～0.3V，這就需要一個衰減電路在不損壞隔離運(yùn)算放大器的前提下盡可能的使測量范圍匹配在隔離放大器輸入滿量程內(nèi)，即0～800V的電壓線性衰減到0～0.3V。

隔離運(yùn)算放大器62隔離直流母線與檢測控制電路6，防止母線側(cè)電壓電流突變產(chǎn)生的噪聲干擾數(shù)字信號處理器及其他低壓電路，同時放大前端的0～0.3V電壓8倍至0～2.4V，盡量匹配模數(shù)轉(zhuǎn)換器63的輸入范圍。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器63用來將隔離運(yùn)算放大器62傳輸過來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號處理器能夠識別的數(shù)字信號，并通過數(shù)字協(xié)議將轉(zhuǎn)換結(jié)果傳輸至數(shù)字信號處理器。

數(shù)字信號處理器64實(shí)現(xiàn)PWM整流器算法，本裝置控制算法，及過壓過流保護(hù)等其他邏輯。

輸出驅(qū)動電路65的作用：數(shù)字信號處理器64本身并沒有電流驅(qū)動能力，控制信號需要通過隔離的輸出驅(qū)動電路65才能達(dá)到接觸器3或者繼電器M所需的驅(qū)動電壓電流。

繼電器M采用通用的電磁繼電器，電阻采用大功率鋁殼電阻，由于啟動過程中一部分能量需要以熱量的形式消耗在電阻R上，所以電阻R需要良好的散熱，采用鋁殼電阻并將電阻固定在PWM整流器的金屬外殼上即可滿足散熱需求。啟動過程中接通電磁繼電器M后，電阻R及PWM整流器直流母線側(cè)電容構(gòu)成的等效RC電路能有效的抑制啟動的電流，保證該電流為一平滑曲線，抑制了電流及電壓尖峰，充電電流曲線可以通過更改不同的電阻阻值更改，根據(jù)RC電路的特性，電阻阻值大，充電電流小，充電時間長，電阻阻值小，充電電流大，充電時間短，不同阻值各有側(cè)重，可根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境靈活配置。

如圖2所示，抑制三相電壓源型PWM整流器上電沖擊電流的方法，包括以下方式：

S1；手動接通開關(guān)電路2后，三相電壓源型PWM整流器4的24V電源工作，該裝置進(jìn)行初始化及判斷邏輯，等待外部上電信號使能；

S2；收到外部使能信號后進(jìn)行檢測判定，設(shè)定檢測電壓閾值N，

其中a表示：開啟本裝置，b表示：不開啟本裝置，當(dāng)直流母線側(cè)電壓高于閾值N時則不啟用上電電流沖擊抑制裝置，否則啟用電流抑制裝置通過阻尼電路5為母線電容充電，直至直流母線側(cè)電壓值大于閾值N，關(guān)閉阻尼電路5，此后接觸器3吸合，PWM整流器進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

實(shí)施例：將實(shí)際的電壓閾值N為500V，則

(a:開啟本裝置，b：不開啟本裝置)

當(dāng)直流母線側(cè)電壓高于500V(該參數(shù)可設(shè)置)不啟用啟動電流沖擊抑制裝置，否則啟用電流抑制裝置為母線電容充電，直至直流側(cè)電壓值大于500V，此后主接觸器吸合，本裝置關(guān)閉，三相PWM整流器進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

由于阻尼電路5的特性，充電曲線先快后慢，電容充電到一定程度后充電電流相對較小，通過阻尼電路5將母線側(cè)電壓提高到600V需要的時間過長，同時通過測試總結(jié)出若母線側(cè)電壓高于500V時開通主電流通路，沖擊電流也會保持在較低水平，綜合上述考慮，采用分段策略能在抑制上電沖擊電流的同時兼顧減少啟動時間。

啟動檢測控制電路6集成到三相PWM整流器的數(shù)字信號處理器固件中，同三相PWM整流器的其他組件一并受數(shù)字信號處理器協(xié)調(diào)控制，避免了獨(dú)立的控制邏輯可能產(chǎn)生的不穩(wěn)定問題。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。