储能电容的充电控制电路.docx

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1、储能电容的充电控制电路主电路为电压型、交直交能量转换方式的变频器，因整流与逆变电路之间有大容量电容的储能回路，因电容两端电压不能突变的特性，在上电初始阶段，电容器件形同“短路”，将形成极大的浪涌充电电流，会对整流模块很大的电流冲击而损坏，也会使变频器供电端连接的空气断路器因过流而跳闸。常规处理方式，是在整流和电容储能回路之间串入充电了限流电阻和充电接触器（继电器），对电容充电过程的控制是这样的：变频器上电，先由充电电阻对电容进行限流充电，抑制了最大充电电流，随着充电过程的延伸，电容上逐渐建立起充电电压，其电压幅值达到530V的80%左右时，出现两种方式的控制过程，一为变频器的开关电源

2、电路起振，由开关电源的24V输出直接驱动充电继电器，或由此继电器，接通充电接触器的线圈供电回路，充电接触器（继电器）闭合，当充电限流电阻短接，变频器进入待机工作状态。电容器上建立一定电压后，其充电电流幅度大为降低，充电接触器的闭合/切换电流并不是太大，此后储能电容回路与逆变电路的供电，由闭合的接触器触点供给，充电电阻被接触器常开触点所短接。二是随着电容上充电电压的建立，开关电源起振工作，CPU检测到由直流回路电压检检测电路送来电压幅度信号，判断储能电容的充电过程已经完毕，输出一个充电接触器动作指令，充电接触器得电闭合，电容上电充电过程结束。变频器常见主电路形式及充电接触器控制电路如下

3、图：图一：变频器主电路的常见类型图二：充电接触器的控制电路部分变频器及大功率变频器，整流电路常采用三相半控桥的电路方式，即三相整流桥的下三臂为整流二极管，而上三臂采用三只单向可控硅，用可控硅这种“无触点开关”，代替了充电接触器。节省了安装空间，提高了电路的可靠性。电路形式如下图所示：图三：充电接触器的控制电路虽然省掉了充电接触器，但工作原理还是一样的，只不过控制电路有所差异。变频器上电期间，先由D1∽D6整流，R限流为C1、C2充电，在充电过程接近结束时，CPU输出SCR1∽SCR3三只可控硅的开通指令，控制电路强制三只可控硅导通，由D1、D2、D3、R构成的上电预充电回路使用作用，

4、SCR1∽SCR3与D4、D5、D6构成三相整流桥，此时可控硅处于全导通状态下，等效于整流二极管。可控硅的开通需要两个条件：1、阳极和阴极之间承受正向电压；2、K、G之间形成触发电流回路。电路接在交流输入电源的三个端子上，提供单向可控整流，在三相交流电的三个正半波电压作用期间，若触发电流同时形成，则三只可控硅就能被开通。第一个条件已经自然形成，控制其开通只要提供第二个条件就可以了。简单点说，只要在可控硅承受正向电压期间——在交流电压过零处，为可控硅提供一个触发电流（脉冲或直流均可），可控硅即可在交流电的正半波期间良好导通，对输入交流电压进行整流（同二极管一样）。最简单的触发电路，是经

5、一只电阻从阳级引入到G极，在交流电正半波期间（过零点后），为可控硅同步引入触发电流，使可控硅开通。如东远300kW变频器，主电路形式同图三，而触发电路相对简单：图四：可控硅触发控制电路一图四为可控硅触发电路一电路之一，另两路触发电路是一样的。两控硅阳极、阴极两端并联的R45、C30、C31等元件为尖峰电压吸取网络，为可控硅提供过压保护。KA2触点、D15、R44、24R形成触发电流通路，D15的作用是将输入电压半波整流，避免可控硅G、K间承受反向触发电压/电流的冲击，R44、24R为限流电阻，限制峰值触发电流，保护可控硅的安全，R43为消噪电阻，增加可控硅工作的可靠性。当CPU发出可

6、控硅接通指令时，继电器KA2得电闭合，输入正半波电压，经D15整流，R44、24R限流，流入可控硅的G极，由K极流出，形成触发电流通路，可控硅开通。电路中的可控硅并不是处于调压的工作区域，导通角最大，处于“全导通整状态”，好像是一只开关器件，只处于导通和截止两个状态，没有移相（调压）第三种状态。这是需要注意的地方。因而控制电路与常规移相控制电路有所不同，相对简单一些。再稍复杂一点的可控硅控制电路，如台达37kW变频器可控硅的触发电路，见下图：图五：可控硅触发控制电路二由开关电源的一个独立的供电绕组整流滤波后，作为可控硅触发电路的供电电源。控制电路由NE555时基电路、DPH2、DQ2

7、2、DQ3触发脉冲通/断电路，D、R三路触发流回路构成。开关电源工作后，NE555时基电路接成多谐振振荡器即得电工作，从3脚输出的振荡脉冲，是否送入后级三个触发回路，取决于CPU的指令控制。CPU的指令信号经由控制排线端子DJ6的24脚引入到光电耦合器DPH2的输入侧。当光耦输出侧三极管导通时，NE555振荡器的脉冲信号经三极管DQ22、DQ3送入后级D、R触发电路回路。在CPU发出可控硅开通指令后，DPH2、DQ22、DQ3三器件一直处于导通状态，将触发