共用直流母线的应用

    实际使用中的共用直流母线变频器系统只有大致形式，即把直流侧连在一起，没有固定形式，因为，共用直流母线变频器系统中的变频器数量由群组设备数量决定，不同的群组设备形式选用不同数量的通用变频器。    1．电气接线及平面布置    1)主接线    图3-51为通用变频器组态的共用直流母线变频器系统主接线，每台通用变频器与共用直流母线的连接均通过刀闸一熔断器（简称刀熔）和接触器。其中，刀熔的作用有两个：一是能将通用变频器与共用直流母线变频器系统隔离，以便通用变频器故障时，单独停下来检修；二是可以对通用变频器或共用直流母线变频器系统进行一定的短路、过流方面的保护（不管短路、过流故障来自于哪一方）。接触器是用来将完成充电的通用变频器投入到共用直流母线变频器系统，和在通用变频器发生故障时迅速将其退出共用直流母线变频器系统，以便其他通用变频器及共用直流母线变频器系统继续运行。
    图3-51    通用变频器组态的共用直流母线变频器系统主接线    图3-51只示意出通用变频器组态的共用直流母线变频器系统最基本的主接线，在共用直流母线的方式下实际运行时，如果还需要更快刹车或紧急停止的状态，可考虑再加上公用的一定容量的制动单元和制动电阻，以便在非常时刻起作用。如采用能量回馈装置就将直流母线上的多余能量直接反馈到电网中，则可更加充分地提高共用直流母线变频器系统的节电率。    2)投切控制接线和事故音响接线    图3-52(a)为通用变频器组态的共用直流母线变频器系统的通用变频器投切控制接线，各通用变频器只有在无故障且充电完成后才能接入共用直流母线变频器系统。
    图3-52    共用直流母线变频器系统控制接线和事故音响接线    (a)变频器组态共用直流母线控制；(b)变频器组态共用直流母线故障。    图3-52(b)为通用变频器组态的共用直流母线变频器系统的事故音响接线，各通用变频器共用一套故障音响。发生故障时会有音响和灯光同时报警，通过静音按钮可将故障音响静音，只保留故障灯光——直到故障解除。    3)变频器接线及平面布置    共用直流母线变频器系统中通用变频器的启／停及调速控制需根据被驱动设备及其系统的具体工艺情况确定，与通用变频器在单台使用的情况很相似，通常为开环、闭环两种形式。    共用直流母线变频器系统在组态时，一般需做一台控制箱（柜），以完成通用变频器的投切。图3-53示意了共用直流母线变频器系统控制箱（柜）的内部平面布置和操作面板布置。
    图3-53    共用直流母线变频器系统控制箱（柜）的平面布置    (a)内部平面布置；(b)操作面板布置。    2．共用直流母线变频器系统的辅助配置    1)公用制动单元及能量回馈装置    共用直流母线变频器系统中通用变频器数量与其辅助配置的关系很大，且并不成比例配置。当系统中的通用变频器数量很多时，因各通用变频器所驱动的负载同时处于发电状态的机会（或处于发电状态的负载总数大于处于电动状态的负载总数很多的情况）很少，对公用制动单元及能量回馈装置的配置与否，及容量要求倒不是很高；当系统中的通用变频器数量较少时，因各通用变频器所驱动的负载同时处于发电状态的机会（或处于发电状态的负载总数大于处于电动状态的负载总数很多的情况）则会变多，一般都要求配置公用制动单元及能量回馈装置（图3-54），且对其容量的要求较高。
    图3-54    公用制动单元及能量回馈装置    总的来说，辅助配置的配置没有一种绝对固定的模式，使用共用直流母线变频器系统时一定要考虑现场可能出现的各种情况，使设计的共用直流母线变频器系统与现场设备的搭配为最佳。    在图3-54中，QF1~QFn是每个变频器的进线保护装置，可采用带辅助触点的空气开关，辅助触点是变频器带电的信号。直流接触器KM11~KMn1的接通必须同时满足变频器充电完成和变频器运行状态正常这两个条件，否则KM11~KMn1就断开（小容量的通用变频器如KM10~ KMn0的信号不好引或无KM10~ KMn0的信号，可用QF1~QFn的辅助触点闭合并作延时来代替KM10~ KMn0的信号）。    2)进线电抗器    由于实际工作现场的复杂环境往往会导致电网的波动并产生高次谐波，使用进线电抗器能有效地避免这些因素对变频器的影响，也可用于增加电源阻抗并帮助吸收附近设备投入工作时产生的浪涌电压和主电源的电压尖峰，从而最终保护变频器的整流单元。    进线电抗器的选型原则为选用与变频器同功率的即可。    3)动力及控制设备    图3-54中的SK1~SKn -般为半导体快速熔断器，其额定电压要高于直流母线电压，额定电流必须考虑到驱动电机在电动或制动时的最大能量，一般情况下可以选额定负载的125%电流。    图3-54中的KM11~KMn1为2相直流接触器，额定电压也要高于直流母线电压，其额定电流同样可根据驱动电机制动时的最大电流来确定，一般情况下可以选额定负载的120%电流。    为确保变频器上电后顺利地挂上直流母线，或是在变频器故障后快速地与直流母线断开以进一步缩小变频器故障范围，使用在该场合的变频器必须要有信号24V( DC)或干触点信号输出，其输出信号至少包括：    (1) READY信号：该信号输出有效则表示变频器无故障，母线电压正常，可以接受启动命令。    (2) FAULT信号：该信号输出表示变频器故障。