一種直流母線軟啟動電路的製作方法

2023-10-11 05:09:09 2

專利名稱：一種直流母線軟啟動電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電路控制領域，更具體地說，涉及一種直流母線軟啟動電路。
背景技術：
通常情況下，容性直流母線都需要一個軟啟動電路給其充電，達到直流母線電壓平緩增加的目的。如果沒有使用軟啟動充電電路，直接給容性直流母線上電，在上電瞬間， 可以用一個階躍電壓源直接加在一個零初始條件的電容兩端的電路等效分析。在階躍電壓源輸入條件下，容性直流母線的容抗很小，電路中必然會產生一個很大的衝擊電流。這個衝擊電流很有可能就會造成電路中開關等器件的損壞，甚至導致容性直流母線的損壞。容性直流母線的電容量越大造成這種故障的風險越大。因此，絕大數情況下，我們都會使用一個軟啟動電路給容性直流母線平滑充電。目前直流母線常用的軟啟動電路拓撲如圖1、如圖2所示。採用單相整流或者三相整流方式將輸入交流電壓整流成直流，再在直流母線電容輸入前端串入限流電阻的方式構成容性直流母線的軟啟動電路。傳統軟啟動電路的特點是交流輸入電壓經過整流，變為直流後再串入母線電容限流電阻。使用傳統母線軟啟動電路，常常會遇到整流器件在剛開機瞬間即損壞的故障現象。通常採用選取更高等級的整流器件解決這種故障。有人選取2到3倍輸入電壓等級的整流器橋或其他整流器件，甚至有人選取3倍以上整流器件，造成成本的增加。在容性直流母線高壓應用場合，選用高電壓等級整流器件解決方案變得更加困難。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的直流母線軟啟動電路開機時整流器件容易被階躍電壓條件下，電路寄生參數諧振產生的高壓擊穿損壞或需選用高成本的整流器件的缺陷，提供一種防止整流器件在交流輸入電壓上電瞬間損壞、可提高軟啟動電路可靠性的直流母線軟啟動電路。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是構造一種直流母線軟啟動電路，包括交流輸入電纜、整流電路以及限流電阻，其中所述限流電阻串聯在所述交流輸入電纜與所述整流電路之間。在本實用新型所述的直流母線軟啟動電路中，所述交流輸入電纜為單向交流電壓輸入電纜。在本實用新型所述的直流母線軟啟動電路中，所述交流輸入電纜為三相交流電壓輸入電纜。在本實用新型所述的直流母線軟啟動電路中，在所述三相交流電壓輸入電纜與所述整流電路之間的三相通路中至少兩相串聯有所述限流電阻。在本實用新型所述的直流母線軟啟動電路中，所述整流電路為由二極體構成的橋式整流電路。[0011]在本實用新型所述的直流母線軟啟動電路中，所述交流輸入電纜和所述整流電路之間設置有交流熔絲。在本實用新型所述的直流母線軟啟動電路中，所述整流電路和所述直流母線軟啟動電路的負載之間設置有直流熔絲。本實用新型還涉及一種直流母線軟啟動電路，包括交流輸入電纜、整流電路以及限流電阻，其中所述限流電阻串聯在所述交流輸入電纜與所述整流電路之間，所述交流輸入電纜為單向交流電壓輸入電纜，所述整流電路為由二極體構成的橋式整流電路；所述交流輸入電纜和所述整流電路之間設置有交流熔絲；所述整流電路和所述直流母線軟啟動電路的負載之間設置有直流熔絲。本實用新型還涉及一種直流母線軟啟動電路，包括交流輸入電纜、整流電路以及限流電阻，其中所述交流輸入電纜為三相交流電壓輸入電纜，在所述三相交流電壓輸入電纜與所述整流電路之間的三相通路中至少兩相串聯有限流電阻；所述整流電路為由二極體構成的橋式整流電路；所述交流輸入電纜和所述整流電路之間設置有交流熔絲；所述整流電路和所述直流母線軟啟動電路的負載之間設置有直流熔絲。實施本實用新型的直流母線軟啟動電路，具有以下有益效果解決現有的直流母線軟啟動電路在交流輸入電壓上電瞬間整流器件損壞風險，提高軟啟動電路的可靠性；可降低整流器件反向電壓，使在高壓應用場合，軟啟動電路的整流器件選型更為容易，成本更低；本實用新型的直流母線軟啟動電路工作過程中整流器件的最大電流與最大反向電壓不在同一個工作時區中出現，減小整流器件開關損耗，提高整流器件的可靠性；本實用新型的軟啟動電路可以不增加任何器件，使傳統軟啟動電路升級換代更為簡單。

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是現有的直流母線軟啟動電路的單相整流方式的電路示意圖；圖2是現有的直流母線軟啟動電路的三相整流方式的電路示意圖；圖3是現有的直流母線軟啟動電路的三相整流方式的電路示意圖(考慮電路寄生參數)；圖4是現有的直流母線軟啟動電路的三相整流方式的電流環路分析圖(考慮電路寄生參數)；圖5是現有的直流母線軟啟動電路的三相整流方式的寄生參數諧振迴路分析圖；圖6是現有的直流母線軟啟動電路在690V三相交流電壓輸入工況下，整流二極體的反向電壓波形圖；圖7是現有的直流母線軟啟動電路在690V三相交流電壓輸入工況下，整流二極體的電壓電流仿真波形圖；圖8是本實用新型的直流母線軟啟動電路的優選實施例的單相整流方式的電路示意圖；圖9是本實用新型的直流母線軟啟動電路的優選實施例的三相整流方式的電路示意圖；圖10是本實用新型的直流母線軟啟動電路的優選實施例在690V的三相交流電壓輸入工況下，整流二極體的電壓電流仿真波形圖；圖11是本實用新型的直流母線軟啟動電路的另一優選實施例的三相整流方式的電路示意圖。
具體實施方式
下面結合圖示，對本實用新型的優選實施例作詳細介紹。分析目前常用的傳統軟啟動電路拓撲，考慮電路的寄生參數，可以發現傳統軟啟動電路整流器件的故障原因為交流輸入電纜1的寄生電感與整流器件的寄生電容發生串聯LC諧振，整流器件反向電壓超限，導致其過壓擊穿損壞。以輸入電壓為三相交流電，三相全橋整流為例分析傳統軟啟動電路拓撲失效原因。考慮電路寄生參數後，如圖2所示傳統軟啟動電路可以簡化為如圖3所示的電路拓撲。 圖中La、Lb、Lc表示交流輸入電纜1的寄生電感；Ra、Rb、Rc表示交流輸入電纜1的本體電阻；S 表示輸入開關;D1、D2、D3、D4、D5、D6 表示整流二極體；CdU Cd2, Cd3, Cd4, Cd5, Cd6 ^ 示二極體的寄生電容；Ldc表示整流橋輸出到直流母線正負連接電纜的寄生電感；R表示直流母線充電限流電阻；C表示直流母線的電容；RL表示直流母線的負載。 輸入開關S閉合瞬間，假設三相輸入電纜電壓Vab最大，分析傳統軟啟動電路上電瞬間工作過程。上電瞬間其他任意線電壓最大情形的工作過程與此相同。如圖4所示，粗線條表示線電壓Vab最大工況下的傳統母線軟啟動電路給母線充電的電流迴路。Dl與D6 兩個二極體導通，輸入電壓通過限流電阻R給直流母線電容C平滑充電。考慮電路的寄生參數，電路中除圖4所示電流迴路之外還存在另一個迴路，即等效為圖5所示電路。輸入開關S閉合瞬間，輸入電壓Vab相當於一個階躍電壓源Vi，La+Lb表示交流輸入電纜1的寄生電感；Ra+Rb表示交流輸入電纜1的本體電阻，Dl與D6因為已經導通，則可以等效為2段純導線，限流電阻R和直流母線電纜的寄生電感Ldc與直流母線電容C串聯後，等效為串聯 LC諧振的負載Z，構成一個典型的串聯LC諧振電路。圓截面直線導線電纜寄生電感計算公式
權利要求1.一種直流母線軟啟動電路，包括交流輸入電纜(1)、整流電路( 以及限流電阻R，其特徵在於，所述限流電阻R串聯在所述交流輸入電纜⑴與所述整流電路⑵之間。
2.根據權利要求1所述的直流母線軟啟動電路，其特徵在於，所述交流輸入電纜(1)為單向交流電壓輸入電纜。
3.根據權利要求1所述的直流母線軟啟動電路，其特徵在於，所述交流輸入電纜(1)為三相交流電壓輸入電纜。
4.根據權利要求3所述的直流母線軟啟動電路，其特徵在於，在所述三相交流電壓輸入電纜與所述整流電路( 之間的三相通路中至少兩相串聯有所述限流電阻R。
5.根據權利要求1所述的直流母線軟啟動電路，其特徵在於，所述整流電路(2)為由二極體構成的橋式整流電路。
6.根據權利要求1所述的直流母線軟啟動電路，其特徵在於，所述交流輸入電纜(1)和所述整流電路( 之間設置有交流熔絲。
7.根據權利要求1所述的直流母線軟啟動電路，其特徵在於，所述整流電路(2)和所述直流母線軟啟動電路的負載之間設置有直流熔絲。
8.一種直流母線軟啟動電路，包括交流輸入電纜(1)、整流電路( 以及限流電阻R，其特徵在於，所述限流電阻R串聯在所述交流輸入電纜(1)與所述整流電路( 之間，所述交流輸入電纜(1)為單向交流電壓輸入電纜，所述整流電路( 為由二極體構成的橋式整流電路；所述交流輸入電纜(1)和所述整流電路( 之間設置有交流熔絲；所述整流電路(2) 和所述直流母線軟啟動電路的負載之間設置有直流熔絲。
9.一種直流母線軟啟動電路，包括交流輸入電纜(1)、整流電路(2)以及限流電阻R， 其特徵在於，所述交流輸入電纜(1)為三相交流電壓輸入電纜，在所述三相交流電壓輸入電纜與所述整流電路(2)之間的三相通路中至少兩相串聯有限流電阻R ；所述整流電路(2) 為由二極體構成的橋式整流電路；所述交流輸入電纜(1)和所述整流電路( 之間設置有交流熔絲；所述整流電路( 和所述直流母線軟啟動電路的負載之間設置有直流熔絲。
專利摘要本實用新型涉及一種直流母線軟啟動電路，包括交流輸入電纜、整流電路以及限流電阻，其中所述限流電阻串聯在所述交流輸入電纜與所述整流電路之間。本實用新型的直流母線軟啟動電路解決現有的直流母線軟啟動電路在交流輸入電壓上電瞬間整流器件損壞風險，提高軟啟動電路的可靠性；可降低整流器件反向電壓，使在高壓應用場合，軟啟動電路的整流器件選型更為容易，成本更低；本實用新型的直流母線軟啟動電路工作過程中整流器件的最大電流與最大反向電壓不在同一個工作時區中出現，減小整流器件開關損耗，提高整流器件的可靠性；本實用新型的軟啟動電路相對於傳統軟啟動電路，可以不增加任何器件，使傳統軟啟動電路升級換代更為簡單。
文檔編號H02M1/32GK201994842SQ20112012820
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月27日 優先權日2011年4月27日
發明者曾建友 申請人:深圳市禾望電氣有限公司