共用直流母线系统

    在同一电力拖动系统中的一个或多个传动，有时会发生从电动机端发电得到的能量反馈到传动的变频器中，这种现象叫做再生能量。这种情况一般发生在电动机被拖着走时（也就是被一个远远高于设定值的速度拖动时），或者是当传动电动机发生制动以提供足够的张力时（如放卷系统中的传动电动机）。    传统非四象限的PWM变频器并没有使再生能量反馈到电网（三相电源）的功能，变频器从电动机吸收的能量都会保存在电解电容中，最终导致变频器中的母线电压升高。    对于一些单台以变频方式运行的设备，常对其变频器配备制动单元和制动电阻，当有再生能量时，变频器的控制系统就通过短时间接通电阻使再生能量以热方式消耗掉。这种处理再生能量的方式要充分考虑制动时最大的电流容量、负载周期和消耗到制动电阻上的额定功率，就可以设计出合适的制动单元，并以连续的方式消耗电能，最终能够保持母线电压的平衡。这种通过制动单元消耗再生能量的工作方式其实是一种浪费电能的方式。    对于一些成群组运行的生产设备（如离心机、化纤设备、造纸机、油田磕头机等）的电动机传动中，其再生能量的现象发生十分频繁，且常发生在不同时刻。对这样的系统设备，如果通过制动单元消耗再生能量的工作方式，则电能浪费将十分可观。对此使用一种实用的通用变频器直流母线方案则可很好地解决再生能量发生十分频繁的现象，且节电将十分可观。    将多个通用变频器的直流母线互连，一个或多个电动机在不同时刻产生的再生能量就可以被其他电动机以电动的方式消耗吸收。这是一种非常有效的工作方式，即使有多个部位的电机一直处于连续发电状态，也不用再去考虑其他的处理再生能量的方式。    1．专用型共用直流母线变频器系统    专用型共用直流母线变频器系统如图3-49所示。这种共用直流母线变频器系统是采用一台大容量的整流器为整个变频器系统提供直流，各逆变器分别驱动各自的设备。    由图3-49可看出，整流器一旦有故障，则整个共用直流母线变频器系统都要停止工作。因此，在实际选用共用直流母线变频器系统时，要充分考虑生产设备的工艺、工序等问题，选用合适的、可靠性高的共用直流母线变频器系统。    2．通用变频器组态共用直流母线    图3-50是通用变频器组成共用直流母线方案。这种共用直流母线变频器系统也就是将通用变频器的直流侧连接在一起，以实现对再生能量的调配。    对于通用变频器而言，采用共用直流母线很重要的一点是，在上电时必须充分考虑变频器的控制、传动故障、负载特性和输入主回路保护等。图3-50为一种应用比较广泛的方案，这种方案包括直流连接装置（接触器、刀闸等）、直流母线、通用变频器组，还可配置公共制动单元或能量回馈装置和一些附属元件。
    图3-49    专用型共用直流母线变频器系统
    图3-50    通用变频器组成的共用直流母线方案    该方案有以下特点：    (1)使用通用型的变频器即可组态而成，而不用像专用型的共直流母线方案那样，用一台大整流器加多个逆变器方案。    (2)不需要有分离的整流桥、充电单元、电容器组和逆变器。    (3)每一个变频器都可以单独从直流母线中分离出来，而不影响其他系统。    (4)通过联锁接触器来控制变频器的直流端到共用母线的联络。    (5)快速熔断器保护挂在直流母线上的变频器的电容单元。    (6)所有挂在母线上的变频器必须使用同一个3相电源。