通用变频器共用直流母线方案的设计与应用 (1)

电话: 86-755-29799595 传真: 86-755-29619897 网址：http://www. 汇川变频器在共直流母线上的应用摘要：本文主要讲述汇川MD320系列矢量变频器在共直流母线上的应用，在传动系统中,由于某些机械件的惯量也较大,负荷间会互相影响和干扰,使得系统的扰动大大增加,从而使得有些传动工作方式在电动和发电之间变化。

共直流母线技术则是使能量通过母线流动供其它传动使用,以达到节能、提高设备运行可靠性、减少设备维护量和设备的占地面积等目的。

关键词: 变频传动共直流母线能量反馈制动单元一共直流母线设计的原因在部分传动系统中,由于某些机械件的惯量较大,负荷间会互相影响和干扰,使得系统的扰动大大增加,从而使得有些传动工作方式在电动和发电之间变化。

目前国内很多交流变频采用PWM调速方式，变频器并没有设计使再生能量反馈到三相电网的功能,因此所有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。

如果变频器配备制动单元和制动电阻,变频器就可以通过短时间接通电阻,使电能以热方式消耗掉，如果在没有制动电阻和能量反馈单元的情况下，变频器经常性过压、制动会导致变频器发生变频跳闸、停机的现象,直接影响到正常生产。

在这种情况下,如果有多个传动变频器通过直流母线互连的话,一个或多个电动机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动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。

二共直流母线设计的原理（汇川变频器的应用）常见的共直流母线有下列两种用法，现就将详细说明如下：第一种：采用汇川变频器MD320组成对于通用变频器而言，采用共用直流母线很重要的一点就是在上电时必须充分考虑到变频器的控制、传动故障、负载特性和输入主回路保护等。

图所示为在其中一种应用比较广泛的方案。

该方案包括3相进线（保持同一相位）、直流母线、通用变频器组、公共制动单元或能量回馈装置和一些附属元件。

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b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，则电能浪费将于分可观。

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3一49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。

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的数量的通用变频器。

1.电气接线及平面布置1)主接线图3一51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人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3一51通用变频器组态的共用直流母线变频器系统主接线图3一51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旦直接反馈到电网中，则可更加充分地提高共用直流母线变频器系统的节电率。

艾米克变频器文章来源：深圳市艾米克电气有限公司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图3一52共用直流母线变频器系统控制接线和事故音响接线(8)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。

制接线，各通用变频器只有在无故障且充电完成后才能接人共用直流母线变频器系统。

图3一52(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替，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。

变频技术：共用直流母线技术变频技术: 共用直流母线共用直流母线分为两种: 共用直流均衡母线和共用直流回路母线。

共用直流均衡母线是将多台变频器的直流母线回路并联在一起（变频器本身设计有外接的直流母线输出端子），达到共用直流母线的方式。

每台变频器和共用直流母线之间可以加装电抗器、快速熔断器和接触器等，这一部分是变频器以外的部分，电气设计人员可以根据实际需要进行设计。

共用直流回路母线方式是将多台逆变器连接到同一个公共的直流回路上。

共用直流母线特点:1节能: 电机制动时回馈的能量可以被利用，所以比较节能，特别是对油田磕头机、起重机等升降设备而言更具有节能优势;2设备功率因素较高: 因电机能够回馈能量，无功功率损失小，所以设备功率因素较高，达95%以上;3瞬间停电不一定导致变频器跳闸停机: 这是因为一些设备在瞬间停电时可能正处于制动（发电、回馈能量状态），所以瞬间停电干扰对设备的影响就没有那么大4电网谐波较低: 共用直流母线平衡了变频器的直流母线电压，设备启动、停止时对电网的冲击也低;5可以急降速: 不存在制动电阻消耗能量，因为电机在停机时成了发电机，能量回馈到直流母线上了;6允许频繁起动操作: 因为有共用直流母线的存在，设备启动、停止时对电网和电气设备的冲击也减小了，因此允许频繁起动操作;7多台变频器不需相同的额定功率: 各电机也不需相同功率，但差别不要过大，最适合比例连动控制;8可以驱动三相永磁同步电机。

对于一般的系统集成商来说，采用的共用直流母线方式都是共用直流均衡母线方式。

因为这种方式对于设计人员来说更加方便：因为采用了成品变频器，就比较容易设计外围电路、功能强（变频器本身具有比较强的功能）、采购方便、安装/维修方便等。

对于专业制造厂家或其他场合而言，可能用到共用直流回路母线方式要多一些。

因为这种方式采用了1个整流器和多个逆变器，成本更低。

但功能相对较弱（单独的逆变器和变频器相比，功能终究要弱一些），而且采购、安装/维修可能也没那么方便。

变频器共用直流母线连接方法
变频器共用直流母线的连接方法主要有以下三种：
1. 并联连接：将两台变频器的直流母线正负极分别相连，实现两台变频器的并联输出。

这种连接方式简单明了，容错性好，且不会出现电压不平衡的情况。

但是并联连接需要保证两台变频器输出电压一致，否则会导致一台变频器输出功率过大，严重时甚至会导致设备损坏。

2. 串联连接：将两台变频器的直流母线正极相连，负极相隔离，以实现两台变频器的串联输出。

串联连接可以保证两台变频器输出电压一致，避免了并联连接中出现的电压不平衡问题。

但是串联连接需要保证两台变频器输出功率相等，否则会导致一台变频器输出电流过大，严重时同样会导致设备损坏。

3. 悬挂连接：将两台变频器的直流母线正负极相隔离，在输出端采用补偿电阻来平衡两台变频器的输出电压，并实现两台变频器的串联输出。

悬挂连接可以有效避免电压不平衡和输出功率不等的问题，并且相对于串联连接而言，不需要考虑输出功率匹配的问题。

但是悬挂连接需要选取适当的补偿电阻，以避免进一步导致电压不平衡或者过大的功率损耗。

在实际应用中，可以根据实际情况选择最合适的连接方式。

共直流母线一、设计共直流母线方案的原因：在同一个电力拖动系统中的一个或多个传动有时会发生从电机端发电得到的能量反馈到传动的变频器中来，这种现象叫“再生能量”。

这种情况一般发生在电机被拖着走的时候（也就是被一个远远高于设定值的速度拖动的时候），或者是当传动电机发生制动以提供足够的张力的时候（如放卷系统中的传动电机）。

传统意义上的PWM变频器并没有设计使再生能量反馈到三相电源的功能，因此所有变频器从电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。

如果变频器配备制动单元和制动电阻，变频器就可以通过短时间接通电阻，使电能以热方式消耗掉。

当然只要充分考虑到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来设计合适的制动单元，并以连续的方式消耗电能，最终能够保持母线电压的平衡。

这种制动单元的工作方式其实就是消耗能量的一种。

可以设计既能保持母线电压恒定，且能利用回馈能量的装置，共直流母线可以实现这个功能。

二、目的和基本原理：如果有多个传动变频器通过直流母线互连的话（连接方式见下图一），一个或多个电机产生的再生能量就可以被其他电机以电动的方式消耗吸收了。

节能效果显著。

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。

在这种方式下，如果还需要一个更快刹车或紧急停止的状态的话，那就需要再加上一个一定容量的制动单元和制动电阻以便在非常时刻起作用。

当然变频器配置能量回馈装置就可以充分地将直流母线上的多余能量直接反馈到电网中来。

说到共直流母线，得先了解变频器整流逆变各个部分怎么工作：下图一左半部分交直回路为不可控整流桥，采用电压源控制方式;中间直流环节用大容量电容构成直流电压源，当然直流母线两侧配置制动单元;右半部分为驱动控制逆变装置。

三、共直流母线存在的问题及难点:实际的生产活动中，多台变频器联机实现的生产装配线，有的电机是处于电动状态，需要消耗变频器经整流桥提供的直流电源；有的电机处于发电状态，比如放卷系统中的传动电机，电梯下落减速过程等，那么回馈能量经逆变器回到母线上。

共用直流母线变频调速系统在涤纶短丝线上的应用【摘要】本文介绍了共用直流母线变频调速系统在涤纶短丝线生产中的应用。

首先从背景介绍和研究意义入手，引出该系统在涤纶短丝线生产中的重要性。

然后详细阐述了共用直流母线变频调速系统的概述，涤纶短丝线生产工艺，系统组成和运行原理，以及系统优势和应用效果。

通过案例分析，论证了该系统在提高生产效率和降低能耗方面的显著优势。

最后总结系统在涤纶短丝线生产中的重要性，并展望未来发展。

共用直流母线变频调速系统的应用将进一步推动涤纶短丝线生产技术的发展，提升产业竞争力。

【关键词】共用直流母线变频调速系统、涤纶短丝线、生产工艺、系统组成、运行原理、系统优势、应用效果、案例分析、重要性、未来发展。

1. 引言1.1 背景介绍传统的电力调速系统存在着速度控制精度不高、能效低下等问题，而共用直流母线变频调速系统通过采用直流母线供电、变频器控制驱动电机的方式，可以实现对电机的精准调速，提高了生产线的运行效率，减少了能源消耗。

研究共用直流母线变频调速系统在涤纶短丝线上的应用具有重要意义。

本文将对共用直流母线变频调速系统的概述、涤纶短丝线生产工艺、系统组成和运行原理、系统优势和应用效果以及案例分析进行深入探讨，旨在探究该系统在涤纶短丝线生产中的重要性，并展望未来的发展方向。

通过对该系统的研究和应用，有望提高涤纶短丝线生产的效率和质量，推动相关产业的升级和发展。

1.2 研究意义在当前全球经济发展日趋快速的背景下，纺织行业需要不断提高生产效率和降低成本，以适应市场的竞争压力。

而共用直流母线变频调速系统的引入，能够有效提高涤纶短丝线生产线的调速响应速度和精度，同时降低能耗和维护成本，从而提升生产效率和质量水平。

对于研究共用直流母线变频调速系统在涤纶短丝线生产中的应用具有重要的意义。

通过深入研究，可以不断优化系统设计和运行参数，最大限度地发挥系统在提高生产效率和降低成本方面的潜力，为纺织行业的发展提供更加稳定和可持续的支持。

共用直流母线方式的工作原理提示：对于频繁启动、制动，或是四象限运行的电动机而言，如何处理制动过程不仅影响系统的动态响应，而且还有经济效益的问题。

于是，回馈制动成为人们讨论的焦点，然而在目前大部分的通用变频器还不能通过单独的一台变频器来实现再生能量的情况下，如何用最简单的办法来实现回馈制动呢？为解决以上问题，这里介绍了一种共用直流对于频繁启动、制动，或是四象限运行的电动机而言，如何处理制动过程不仅影响系统的动态响应，而且还有经济效益的问题。

于是，回馈制动成为人们讨论的焦点，然而在目前大部分的通用变频器还不能通过单独的一台变频器来实现再生能量的情况下，如何用最简单的办法来实现回馈制动呢？为解决以上问题，这里介绍了一种共用直流母线方式的再生能量回馈系统，通过这种方式，可以将制动产生的再生能量进行充分利用，从而起到既节约电能又处理再生电能的功效。

我们知道通常意义上的异步电动机多传动包括整流桥、直流母线供电回路、若干个逆变器，其中电动机需要的能量是以直流方式通过PWM逆变器输出的。

在多传动方式下，制动时感生能量就反馈到直流回路。

通过直流回路，这部分反馈能量就可以消耗在其他处在电动状态的电动机上，制动要求特别高时，只需要在共用母线上并上一个共用制动单元即可。

图5.2所示接线是典型的共用直流母线的制动方式，M1处于电动状态，M2经常处于发电状态，三相交流电源380V接到VF1上。

图5.2 共用直流母线的回馈制动方式处于电动状态的电动机M1上的变频器VF1，VF2,通过共用直流母线方式与VF1的母线相连。

在此种方式下，VF2仅作为逆变器使用，M2处于电动状态时，所需能量由交流电网通过VF1的整流桥获得；M2处于发电状态时，反馈能量通过直流母线由M2的电动状态消耗。

变频技术：共用直流母线技术变频技术:共用直流母线共用直流母线分为两种:共用直流均衡母线和共用直流回路母线。

共用直流均衡母线是将多台变频器的直流母线回路并联在一起(变频器本身设计有外接的直流母线输出端子)，达到共用直流母线的方式。

每台变频器和共用直流母线之间可以加装电抗器、快速熔断器和接触器等，这一部分是变频器以外的部分，电气设计人员可以根据实际需要进行设计。

共用直流回路母线方式是将多台逆变器连接到同一个公共的直流回路上。

共用直流母线特点:1 节能:电机制动时回馈的能量可以被利用，所以比较节能，特别是对油田磕头机、起重机等升降设备而言更具有节能优势;2 设备功率因素较高:因电机能够回馈能量，无功功率损失小，所以设备功率因素较高，达95%以上;3 瞬间停电不一定导致变频器跳闸停机:这是因为一些设备在瞬间停电时可能正处于制动(发电、回馈能量状态)，所以瞬间停电干扰对设备的影响就没有那么大;4 电网谐波较低:共用直流母线平衡了变频器的直流母线电压，设备启动、停止时对电网的冲击也低;5 可以急降速:不存在制动电阻消耗能量，因为电机在停机时成了发电机，能量回馈到直流母线上了;6 允许频繁起动操作:因为有共用直流母线的存在，设备启动、停止时对电网和电气设备的冲击也减小了，因此允许频繁起动操作;7 多台变频器不需相同的额定功率:各电机也不需相同功率，但差别不要过大，最适合比例连动控制;8 可以驱动三相永磁同步电机。

对于一般的系统集成商来说，采用的共用直流母线方式都是共用直流均衡母线方式。

因为这种方式对于设计人员来说更加方便:因为采用了成品变频器，就比较容易设计外围电路、功能强(变频器本身具有比较强的功能)、采购方便、安装/维修方便等。

对于专业制造厂家或其他场合而言，可能用到共用直流回路母线方式要多一些。

因为这种方式采用了1个整流器和多个逆变器，成本更低。

但功能相对较弱(单独的逆变器和变频器相比，功能终究要弱一些)，而且采购、安装/维修可能也没那么方便。

变频调速系统在涤纶短丝线中的应用李潇玮洛阳实华合纤有限责任公司2011年6月变频调速系统在涤纶短丝线中的应用摘要：本文介绍五万吨直纺涤纶短纤维生产设备工艺流程，自动化控制系统。

重点阐述共用直流母线变频调速系统在涤纶短纤维后处理联和机中的系统控制组成和应用方案。

关键词：直流母线；变频调速；涤纶短纤维1引言随着聚酯纤维工业的快速发展，涤纶短纤维逐渐向大规模、低成本、国产化、多品种方向发展。

我国聚酯纤维工业，从50年代开始研究短纤维到70年代末开始从国外引进成套生产技术设备，仅用二十年的时间，在促进工业发展的快速化方面取得了举世瞩目的成绩。

为满足现代化纺织工业高自动化、高效率、高可靠性和高精度要求，可编程控制器、人机界面和变频器传动控制在纺织工业上取得了广泛应用。

2直纺涤纶短纤维生产工艺涤纶生产线，整个生产系统是由前纺部分和后纺部分组成。

生产工艺流程：熔体自聚合釜出口——增压泵——过滤器——聚合物热交换器——熔体分配器——静态混合器——冷冻阀——纺丝箱体——纺丝计量泵——纺丝组件——中心吹风筒——纺丝上油——卷绕集束——卷绕牵引机——喂入轮——盛丝桶——后纺集束装置——导丝机——一水浴牵伸槽——道牵伸机——二道牵伸机——蒸汽加热箱——紧张热定型Ⅰ——紧张热定型Ⅱ——紧张热定型Ⅲ——张热定型Ⅳ——油剂喷淋——三道牵伸机——叠丝机——三棍牵引机——张力架——蒸汽预热箱——卷曲机——铺丝机——松弛干燥机——张力机——切断机——打包机后纺中最为重要的是从牵伸到卷曲的工艺过程，该流程中共有4个传动机构（一道牵伸、二道牵伸、三道牵伸、卷曲），在传统的工艺中采用一台大电机通过机械齿轮来单轴控制4个传动。

由于单轴传动的弱点逐渐凸显出现，如齿轮箱损坏率高、牵伸比调节困难、单轴容易断裂等。

因此在目前进口的化纤后纺设备中基本上都采用独立变频传动的方式来实现。

2.1前纺纺丝机生产工艺流程前纺纺丝机生产工艺流程图如下：图1 前纺纺丝机生产工艺流程图（1）纺丝：聚脂材料挤压后，变成溶体，并溶体管道连续输送到纺丝箱体。

一、变频器原理介绍：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。

我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。

整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

二、变频器选型：变频器选型时要确定以下几点：1) 采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。

2) 变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。

3) 变频器与负载的匹配问题；I. 电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。

II. 电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。

对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。

III. 转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。

4) 在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。

因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。

5) 变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。

6) 对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。

u 变频器控制原理图设计：1) 首先确认变频器的安装环境；I. 工作温度。

变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为0～55℃，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在40℃以下。

在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书中的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。

一种大功率公共直流母线功率变换器的设计与应用邱书明;郭清臣;齐怀轩;李新志;郑淑玲【摘要】In the adjustable speed AC system,the common-DC-bus tech is widely used. The common-DC-bus application is the core of the rational design of the power converter. How to provide a stable DC voltage source inverter can also generate renewable energy back to the grid is the key to solve the problem. "DC power converter" was presented in details based on those three concepts of "the lectotype of components,the plan of heat emission and the drive of thyristor ", and demostrates the feasibility of the plan and reliability of the e-quipments through experiments and practical application.%在多电机交流调速传动系统中,公共直流母线技术被广泛使用.而公共直流母线应用的核心是功率变换器的合理设计.如何提供稳定的直流电压源,同时又能把逆变器产生的再生能源回馈到电网是我们要解决的关键问题.从器件选型、散热方案和晶闸管的驱动3个方面,详细介绍了直流母线的功率变换器的实现,并且通过实验和现场应用论证了设计方案的可行性以及设备整机的可靠性.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2012(042)007【总页数】5页(P29-33)【关键词】公共直流母线;能量回馈;功率变换器【作者】邱书明;郭清臣;齐怀轩;李新志;郑淑玲【作者单位】天津电气传动设计研究所,天津300180;天津电气传动设计研究所,天津300180;天津电气传动设计研究所,天津300180;天津电气传动设计研究所,天津300180;天津电气传动设计研究所,天津300180【正文语种】中文【中图分类】TP215在多电机交流调速传动系统中，所需要用到变频器的数量会很多。

通用变频器共直流母线在离心机上的应用摘要：本文介绍了变频器直流共母线在石药集团维生药业离心机上的应用。

关键词：变频器共直流母线离心机能量回馈节能1 引言在化工企业电气传动中，离心机的变频传动应用非常普遍，由于工艺和驱动设备的各种原因，再生能量的现象经常发生，在通用变频器中，对再生能量最常用的处理方式有两种：（1）耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中，称之为动力制动状态；（2）使之回馈到电网，则称之为回馈制动状态（又称再生制动状态）。

直流共母线的原理是基于通用变频装置均采用交－直－交变频方式，当电机处于制动状态时，其制动能量反馈到直流侧，为了更好的处理反馈制动能量，人们采用了把各变频装置的直流侧连接起来的方式。

譬如当一台变频器处于制动而另一台变频器处于加速状态，这样能量可以互补。

本文提出了一种通用变频器在化工企业离心机中共直流母线的方案，并阐述了其在离心机上回馈单元的进一步应用。

目前直流共母线有多种方式：（1）公用一个独立的整流器该整流单元可以是不能逆变，也可以是可逆变的。

前者能量通过外接制动电阻消耗掉，后者可以充分地将直流母线上的多余能量直接反馈到电网中来，具有更好的节能、环保意义，缺点是价格比前者要高。

（2）大变频单元接入电网小变频器公用大变频器的直流母线，小变频器不需接入电网，故也不需要整流模块，大变频器外接制动电阻。

（3）每个变频单元各自接入电网每个变频单元均带有整流、逆变回路并外接制动电阻，直流母线相互连接起来。

这种情形多用于各变频单元功率接近的情况。

解体后还可以独立使用，互不影响。

本文介绍的直流共母线为第三种方式，相比前两种有很大优势：a、共用直流母线可以大大减少制动单元的重复配置，结构简单合理，经济可靠。

b、共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大，能减少电网的波动。

c、各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性。

d、各个变频器在电网中产生的不同次谐波干扰可以互相抵消，减少电网的谐波畸变率。

变频器外部主电路与公用直流母线解析一、外接主电路结构变频器的外接主电路如图1所示。

三相交流电源经断路器QF、交流接触器KM与变频器的电源输入端R、S、T连接；变频器的输出端U、V、W则与电动机直接相连，这时电动机的保护由变频器完成。

这里的断路器作用有二：一是变频器停用或维修时，可通过断路器切断与电源之间的连接；二是断路器具有短路和欠电压等保护功能，可对变频器起一定的保护作用。

而接触器可通过按钮开关方便地控制变频器的通电与断电，同时，当变频器或相关控制电路发生故障时可自动切断变频器的电源。

变频器输出端与电动机之间是否需要配置交流接触器，这要根据具体的应用环境来确定。

一般情况下，一台变频器控制一台电动机，且不要求与工频进行切换时，变频器与电动机之间无须使用接触器，如图1所示。

而一台变频器驱动多台电动机时，则每台电动机必须有单独控制的接触器，并选配合适的热继电器FR对电动机进行保护，具体电路见图2。

有时虽然一台变频器仅驱动一台电动机，但有可能在变频与工频之间切换运行，这时也应如图3所示在变频器与电动机之间配置接触器KM3和热继电器FR。

电动机在变频运行时，接触器KM2触点断开，接触器KM1和KM3触点闭合，这时变频器对电动机变频驱动并进行全方位的保护。

电动机在工频运行时，接触器KM1和KM3触点断开，KM2触点闭合，这时热继电器FR可对电动机进行过载保护。

二、变频系统的共用直流母线变频器驱动电动机运行时，在一些特定条件下电动机会由电动状态转变为发电状态。

这些所谓的特定条件就是电动机的实际转速超过了其同步转速。

电动机由电动状态转变为发电状态的原因，一是变频器的输出频率降低时，其同步转速（即旋转磁场的转速）同时降低，而电动机的实际转速由于机械惯性，速度的降低滞后于同步转速的变化，致使电动机的转速大于同步转速；当然这个问题可以通过修改参数，增大“减速时间”的值予以解决。

二是起重机械在负重情况下，下放被起重的物品，在物品重力作用下，使电动机的转速大于同步转速。

AB变频器公共直流母线和能量回馈方案一、概述在同一时刻相邻变频器驱动的电机有的处于电动有的处于发电状态，处于电动状态的电机消态能量，处于发电状态的电机产生能量，产生的能量要么通过能耗制动以热量的形式散发出去，要么通过能量回馈单元返回电网中去，如果能够将发电状态电动机的能量直接传给电动状态的电机，那么能耗制动所浪费的电能或者能量回馈单元的设备购置费用都可以节省出来，这就是直流母线产生的初衷。

在一套直流母线系统中，当电动所需能量大于发电产生的能量时，整套系统从电网中吸取能量；当短时间内发电产生的能量大于电动所需能量时，系统中多余的能量还是要靠能耗制动或能量回馈单元来消耗的。

在AB变频器的产品应用中，公共直流母有两种使用方法，一种是公共直流母线方案，使用独立的整流单元+独立的逆变单元，另一种是公共交流直流母线方案，将各个独立交流变频器的直流端子直接连起来。

在第一种方案中，我们把整流单元或含有能量回馈功能的整流单元叫做前端，按有无能量回馈功能把前端分为两种，没有能量回馈功能的前端叫NFE（Non-regenerative front end），NFE使用二极管或可控硅整流，有能量回馈功能的前端叫做AFE（Active-regenerative front end），AFE使用IGBT整流。

AB的NFE有两种，使用二极管的20T系列和使用可控硅的20S系列，AFE是使用IGBT的1336R系列。

20T 20S 1336RAB变频器中可以用于公共直流母线的有PF40P、PF700和PF700S三个系列。

二、NFE前端1、20T系列20T系列有两款产品，输入电压分别是240-480VAC和500-600VAC，直流母线电流都是120A，当输入电压为380VAC时，直流母电压为510VDC。

20T产品列表如下：输入电压直流母线电流直流母线电流240-480VAC 325-650V 120A500-600VAC 675-810V 120A注：直流母线电压=输入电压×1.3520T的结构框图如下：由上图可知，整流单元中己经内置了双直流电抗器③，用于满足二类EMC电磁干扰要求（工业环境）的RFI滤波器③④⑤，用于削弱直流母线过电压的阻容耦合电路⑥，用于输入过电压保护的压敏电阻⑦，和过热保护的热敏继电器。