電氣傳動(dòng)系統方案解析

多臺變頻器應用在共直流母線(xiàn)場(chǎng)合時(shí)，由于變頻器之間的直流母線(xiàn)連接在一起，處于發(fā)電工作狀態(tài)的變頻器和處于電動(dòng)工作狀態(tài)的變頻器之間的母線(xiàn)能量可以相互流動(dòng)，使公共母線(xiàn)的電壓保持相對穩定，系統配置合理時(shí)不需要外配能耗制動(dòng)單元，達到達到節能和降低系統成本的目的。

1 共母線(xiàn)方案適用場(chǎng)合

并非所有變頻器都適合將母線(xiàn)電壓連接在一起進(jìn)行共母線(xiàn)應用，只有所驅動(dòng)的負載電機存在頻繁的電動(dòng)和發(fā)電交替工作工況變頻器組成的電氣傳動(dòng)系統才應當考慮共母線(xiàn)應用。

2 共母線(xiàn)應用注意事項

1) 變頻器母線(xiàn)連接接線(xiàn)問(wèn)題

對于多臺變頻器共直流母線(xiàn)系統中，尤其是不同功率等級的變頻器共直流母線(xiàn)，母線(xiàn)之間連接通過(guò)保險絲保護是非常重要的。當共母線(xiàn)中的一臺變頻器功率器件發(fā)生短路擊穿等損壞時(shí)，其它變頻器母線(xiàn)能量全部通過(guò)損壞的變頻器泄放，可能超出單臺變頻器故障電流處理能力，導致出現安全事故。在正、負母線(xiàn)分別串聯(lián)保險絲，可以有效的防止故障進(jìn)一步擴大，保證共母線(xiàn)應用的安全性。保險絲的額定電壓應選取700VDC以上，保險絲的額定電流根據所連接的變頻器額定輸出電流確定，一般選擇保險絲額定電流在變頻器額定輸出電流的2倍以上。

對于多臺變頻器共直流母線(xiàn)系統中，尤其是不同功率等級的變頻器共直流母線(xiàn)，母線(xiàn)之間連接通過(guò)接觸器控制是非常重要的。當某臺變頻器需要切入到共母線(xiàn)系統時(shí)，為不影響共直流母線(xiàn)的其它變頻器正常工作，必須考慮變頻器母線(xiàn)連接時(shí)的控制時(shí)序，選擇適當時(shí)機將變頻器接入共直流母線(xiàn)系統。當共直流母線(xiàn)系統中某臺變頻器由于需要替換、檢修或損壞時(shí)，為不影響共直流母線(xiàn)系統中的其它變頻器正常工作，必須考慮單臺變頻器從共母線(xiàn)系統中如何斷開(kāi)的問(wèn)題。

2)共母線(xiàn)應用對變頻器的設計要求

一般地，除三相輸入電源接線(xiàn)端子和三相負載電機接線(xiàn)端子外，變頻器功率端子還應當設計有母線(xiàn)電壓引出端子。該母線(xiàn)電壓端子的設計引出位置決定了該變頻器是否適合共母線(xiàn)應用，變頻器母線(xiàn)電壓端子的引出位置合理，在共母線(xiàn)應用時(shí)就不需要額外增加軟啟動(dòng)電路，從而降低共母線(xiàn)應用方案的系統成本，該類(lèi)型變頻器是共母線(xiàn)應用方案設計的最佳選擇。

共母線(xiàn)應用方案系統中包括各種功率等級的變頻器，不同功率變頻器的內部軟啟動(dòng)電路及預充電時(shí)間是不一樣的。不同功率等級變頻器接入共母線(xiàn)時(shí)的時(shí)序需要進(jìn)行有效控制，避免單臺變頻器接入或脫開(kāi)共母線(xiàn)系統時(shí)對母線(xiàn)上其它變頻器正常工作造成影響，當多臺變頻器同時(shí)上電時(shí)，防止母線(xiàn)充電電流全部通過(guò)其中某一臺變頻器造成該變頻器整流電路受過(guò)沖擊損壞。

3)共母線(xiàn)應用時(shí)制動(dòng)單元的取舍問(wèn)題

將多臺存在電動(dòng)和發(fā)電應用工況的變頻器組成共母線(xiàn)系統時(shí)，如果每臺變頻器配置的能耗制動(dòng)單元都取消，共母線(xiàn)系統中是否還需要額外配置一個(gè)獨立的能耗制動(dòng)單元，這必須要根據系統中各變頻器實(shí)際工況效果來(lái)決定。如果處于發(fā)電工況變頻器回饋到母線(xiàn)上的能量與處于電動(dòng)工況變頻器需要的能量能達到平衡，就不需要額外配置能耗制動(dòng)單元，如果處于發(fā)電工況的變頻器回饋到母線(xiàn)上的能量大于處于電動(dòng)工況的變頻器需要的能量，則為防止母線(xiàn)電壓跳保護，還是需要配置合理容量的能耗制動(dòng)單元。因此，共母線(xiàn)應用時(shí)，只有系統配置及設計合理，才能完全取消能耗制動(dòng)單元。對于一般的共母線(xiàn)應用，都可以通過(guò)減少使用能耗制動(dòng)單元的數量和制動(dòng)工作頻度，從而達到節能的目的。

3 WIN-V63(以下簡(jiǎn)稱(chēng)V63)系列變頻器共母線(xiàn)應用解決方案

V63系列變頻器的產(chǎn)品設計充分考慮共母線(xiàn)應用時(shí)上述需求，在硬件及軟件設計上完全滿(mǎn)足各種共母線(xiàn)應用工況，V63系列變頻器典型的共母線(xiàn)應用工況如圖1和圖2所示。

圖1 V63共母線(xiàn)應用工況1

圖2 V63共母線(xiàn)應用工況2