一种模块化多电平变流器的快速预充电电路

摘要

本发明提供了一种模块化多电平变流器的快速预充电电路，其包含三个部分：主限流充电部分、加速充电部分、正常运行部分。主限流充电部分为一个限流电阻；加速充电部分为一个接触器串联一个限流电阻；正常运行部分为一个接触器。三个部分为并联结构，并联后的一端公共端连接至充电电源，另一端公共端连接至模块化多电平变流器，其中充电电源可为直流电源或交流电源，若使用交流电源充电，预充电电路需使用三相交流结构。该模块化多电平变流器的快速预充电电路不仅能实现传统模块化多电平变流器预充电电路的充电功能，而且电路结构简洁、控制方式简单、能大幅减少充电时间并能有效降低充电损耗，特别适合应用于高压大功率或所需预充电时间较长的场合。

主权项

一种模块化多电平变流器的快速预充电电路，其特征在于：该电路由三部分构成，即主限流充电部分（1）、加速充电部分（2）、正常运行部分（3）；其中，主限流充电部分（1）由一个限流电阻（R1）构成；加速充电部分（2）由一个接触器（K2）和一个限流电阻（R2）构成；正常运行部分（3）由一个接触器（K1）构成；加速充电部分（2）的接触器（K2）和限流电阻（R2）串联；主限流充电部分（1）、加速充电部分（2）和正常运行部分（3）三个部分并联构成模块化多电平变流器的快速预充电电路，并联后的两个公共端S和T分别与充电电源和模块化多电平变流器（4）相连接，公共端S连接至充电电源，公共端T连接至模块化多电平变流器（4），其中充电电源为直流电源或交流电源，若使用交流电源充电，预充电电路需使用三相交流结构；加速充电部分（2）中的接触器（K2）一端与限流电阻（R2）相连接，另一端与快速预充电电路公共端S相连接，即接触器（K2）与充电电源相连接；加速充电部分（2）中的限流电阻（R2）一端与接触器（K2）相连接，另一端与快速预充电电路公共端T相连接，即限流电阻（R2）与模块化多电平变流器（4）相连接;所述的加速充电部分（2）中的接触器（K2）和正常运行部分（3）中的接触器（K1）在使用直流电源充电时要使用直流接触器，在使用交流电源充电时要使用交流接触器;所述的主限流充电部分（1）中的限流电阻（R1）和加速充电部分（2）中的限流电阻（R2）阻值大小根据实际需要选取;所述的快速预充电电路，当使用直流电源充电时，公共端S和T分别连接至直流电源正极和模块化多电平变流器（4）的上桥臂公共端P，当使用交流电源充电时，公共端S和T分别连接至交流电源和模块化多电平变流器（4）的每相桥臂公共端（a，b，c）;快速预充电电路中三个部分按照主限流充电部分、加速充电部分和正常运行部分的顺序依次进入工作状态;主限流充电部分在模块化多电平变流器整个预充电阶段处于工作状态，预充电开始后有电流流过并为模块化多电平变流器各子模块的直流电容充电，工作状态持续到预充电结束;加速充电部分的接触器导通时刻和该部分限流电阻的阻值根据实际需要进行确定;加速充电部分的接触器导通后，该部分进入运行状态，充电电路总电阻减小，充电电流增大，充电的速度加快;当电容电压达到额定值时，闭合正常运行部分中的接触器，将主限流充电部分和加速充电部分短路;快速预充电电路的正常运行部分投入后，系统开始正常运行，模块化多电平变流器的预充电过程结束。