[实用新型]一种五电平变频器预充电装置及控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种预充电装置，具体地说是一种多电平变频器预充电装置及控制装置和控制方法，属于高压变频器领域技术领域。

背景技术

针对五电平变频器,传统的充电电路是通过在每个功率单元中设置高压型继电器和功率电阻构成，由于高压继电器和功率电阻体积较大，成本较高，且变频器含有多个功率单元，这就造成高压变频器的元器件多，体积大，成本高，功耗大的特点，因此在实际的五电平高压变频器系统中这种充电方法很难被应用和推广。传统的充电电路中含有二极管用于整流，然后对电容器进行充电，如果电容器充电的预设值较高则二极管的体积会较大，成本也会较高，同时由于功率电阻的分压，存在电容器经充电后达不到预设值的问题。传统的充电电路和充电方法一般只针对某一特定电平数特点拓扑结构的变频器，适用范围窄。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种五电平变频器预充电装置及设置有该装置的控制装置和控制方法，该装置整体结构设计巧妙、结构紧凑，操作方便，可以减少整个高压变频器的元器件数量，减小其体积，减少成本，降低功耗；此外该技术方案省去整流二极管和功率电阻，使得电容器经充电后达能够达到预设值，适用范围较宽。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种五电平变频器预充电装置，其特征在于，所述预充电装置包括三相变压器T，三相开关K，以及三相交流电源AC，所述三相开关K设置在三相变压器T和三相交流电源AC中间。

作为本发明的一种改进，所述三相变压器为升压变压器，三相开关K为低压交流开关，三相交流电源为低压电源，工频电380V。所述三相变压器为升压变压器，其二次侧阻抗较大，依靠自身阻抗变压器可起到限制预充电电流幅值的目的，二次侧不需要加装功率电阻。

一种设置有如权利要求1或2所述预充电装置的控制装置，所述控制装置包括电网、高压开关S，预充电装置以及多电平变频器，所述预充电装置设置在输入滤波器和多电平变频器之间，所述三相变压器T的一端连接至多电平变频器的输入端与输入滤波器之间，另一端连接三相开关K的一端，所述三相开关K的一端连接三相变压器，另一端连接三相交流电源AC，所述高压开关S设置在电网与输入滤波器之间。

作为本发明的一种改进，所述多电平变频器为两电平变频器或者三电平变频器或者五电平变频器或者其他多电平变频器中的一种。

一种设置有预充电装置的控制装置的控制方法，其特征在于，所述控制步骤如下；步骤1，打开高压开关S，闭合三相开关K，通过三相交流电源AC，流过三相开关K，经过变压器对多电平变频器内的电容进行充电；步骤2，打开高压开关S和三相开关K，切除预充电装置；步骤3，闭合高压开关S，断开三相开关K，多电平变频器接入电网，进入待运行状态。该控制装置的工作原理，断开高压开关S，闭合三相开关K，三相交流电源AC通过三相变压器T进行升压，升压后的交流电压值一般取与电网侧电压值相同，进而对多电平变频器内的电容器进行充电，同时对电容器两端的电压进行检测，当各电容器的电压值均达到设定的预充值，则断开开关K，闭合高压开关S，系统则进入待运行状态。

一种设置有二极管箝位型五电平变频器的控制装置及控制方法，其特征在于，所述控制装置包括预充电装置，电网，高压开关S，输入滤波器，三相二极管箝位型五电平变频器，其中预充电装置，电网，高压开关S，预充电装置包括三相变压器T，三相开关K，以及三相交流电源AC，所述三相开关K设置在三相变压器T和三相交流电源AC中间，所述预充电装置设置在输入滤波器和二极管箝位型五电平变频器之间，所述三相变压器T的一端连接至二极管箝位型五电平变频器的输入端与输入滤波器之间，另一端连接三相开关K的一端，所述三相开关K的一端连接三相变压器，另一端连接三相交流电源AC，所述高压开关S设置在电网与输入滤波器之间，所述的二极管箝位型五电平变频器控制方法分为三个步骤，步骤1，打开高压开关S，闭合开关K，通过电源AC，流过开关K，经过变压器对五电平变频器内的电容进行充电；步骤2，打开高压开关S和三相开关K，切除预充电装置；步骤3，闭合高压开关S，断开三相开关K，三相二极管箝位型五电平变频器接入电网，进入待运行状态。