共直流母线方案与特点

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。

实用标准文案
精彩文档 许多机电设备需要快速的减速或停止, 像油田瞌头机, 脱水机, 拉丝机, 离心机, 比例连动控制系统等, 许多具有一定势能的传送对象需要匀速下降, 像起重机、电梯, 港口机械等, 这些都会使电机运行在第2 或第4 象限,产生制动发电现象, 通过回收和利用制动发电状态电机所产生的再生电能, 供其它电机使用来达到节能目的。

为了回收和利用这一部分能量, 通常采用多台电机共用一条直流母线的结构。

多电机共直流母线交流传动系统的结构如图1 所示。

其基本原理是: 当系统中一台或多台电机处在制动发电状态时, 制动发电电机所产生的再生电能被回馈到共用的直流母线上, 供其它处在耗能状态的电机吸收, 从而达到既节约电能又能处理回馈电能的效果.
[
目前使用的多电机共直流母线交流传动系统多是基于交-直-交变频器的多电机共直流母线系统。

交-直-交变频器可分解为整流器与逆变器2 个部分, 将每个变频器的整流部分与逆变部分相连的直流端子都并联在一起组成共直流母线系统。

当系统中一台或多台电机处于制动发电状态时, 电机所再生的能量回馈到直流母线侧, 被其他电机以电动耗能的方式消
耗吸收, 当制动电机再生能量不能满足耗能电机耗能时, 再由电网供电, 整流桥补充[i]。

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。

直流系统的组成和结构特点一、直流系统的组成直流系统主要由直流电源、直流母线、直流负载这几个部分组成呢。

直流电源就像是整个系统的能量源泉，常见的有蓄电池组啦，它能够储存电能，在一些特殊情况下，比如交流电源故障的时候，它就能挺身而出，持续为系统提供电力。

还有整流装置，这个家伙很厉害，它能把交流电转换成直流电，让直流电可以在系统里愉快地“奔跑”。

直流母线呢，就像是一个“交通枢纽”，它把直流电源的电分配到各个直流负载上去。

你可以想象它是一个超级大的“插座板”，不过它传输的可是直流电哦。

直流负载则是各种各样需要直流电能的设备啦，像变电站里的一些保护装置、控制设备之类的。

这些设备就靠直流系统提供的电能来正常工作，要是没有直流系统，它们可就都要“罢工”喽。

二、直流系统的结构特点1. 可靠性高直流系统在设计的时候就非常注重可靠性。

因为很多重要的设备都依赖它供电呢。

就拿蓄电池组来说，它是一个冗余的设计。

这意味着即使在外部电源出现问题的时候，它也能保证一定时间内的供电，不至于让那些关键设备突然断电。

而且直流系统的线路连接也比较简单直接，这样就减少了很多故障点，就像一个简单的电路，线路越少，出故障的可能性就越低啦。

2. 稳定性强直流系统的电压相对比较稳定。

不像交流电那样，电压会随着时间不断地周期性变化。

直流电压一旦确定，在没有故障的情况下，就会保持在一个比较稳定的值。

这对于那些对电压稳定性要求很高的负载设备来说，简直是太友好了。

比如说一些精密的电子仪器，如果电压老是波动，那可就没法正常工作啦，而直流系统就能给它们提供一个稳定的工作环境。

3. 独立性好直流系统可以独立于交流系统运行。

这在一些特殊的应用场景里非常重要。

比如说在一些偏远地区或者是一些特殊的工业环境下，交流电源可能不太稳定或者根本就没有。

这时候直流系统就可以依靠自身的蓄电池组和其他组件独立运行，为那些必须要用电的设备提供电力保障。

4. 便于维护从结构上来说，直流系统的组件相对比较清晰明确。

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。

富凌变频器共直流母线分析一、概述1.再生发电在机械系统中，因外力的作用，电机可能处于发电状态。

尤其是在多轴联动的机械系统中，特别是各轴之间由被加工材料相连接时，不同轴的电机则可能处于不同的运行状态。

某台电机可能是电动状态，某台则可能是发电状态。

电动状态运行的电动机将从其供电装置吸取电能，而发电状态的电动机将向其供电装置输出电能，这个能量也叫“再生能量”。

如图1电机力矩特性图所示，可以上看出上述这二种运行方式运行在不同的区域。

图1：电机图矩特性图当Nx>N0时，电机输出的力矩与运动方向相反了，输出力矩成为了制动力，阻碍电机速度继续上升。

如行车的主吊钩带负载下降时，就工作在这种状态。

这时候，电机的转速已经大于设定的同步转速，事实上电机是在被拖着走，电机处于发电状态，产生“再生能量”向电网回馈能量，由于回馈电势的频率与相位与电网不完全相同，所以在大多数情况下是不允许的。

2.变频器驱动变频器驱动的电机，如电机处于再生发电状态，再生能量被变频器吸收反馈到变频器的电解电容中，使变频器中的直流母线电压升高，导致变频器跳保护乃致IGBT损坏。

解决问题方法是，变频器配置制动单元和制动电阻，使“再生能量”在制动电阻上以高频脉冲方式转换成热能被消耗掉，最终保持母线电压的平衡。

3.变频器的共直流母线在工业上的并列变频器驱动的传动系统中，变频器的共直流母线方案能够降低在设备购买、调试运行和日常维护上的成本。

富凌变频器共直流母线系统在不锈钢带连轧机、离心机、化纤设备上都有成熟的应用。

二、变频器的共直流母线分析1.变频器共直流母线的特点变频器共直流母线方案的特点为电动和发电状态的能量互享，即当系统中的任何一台电动机处于发电状态时，其所反馈到直流母线中的能量可以被其他处于电动状态的电动机吸收利用，从而最终避免传统的能耗电阻制动方式。

在这种情况下，发电状态的电动机能部分或全部提供系统中电动状态所需要的能量，以达到节能效果。

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。

随着油田更新井数、加密井数逐渐增加，在布井方面逐步增加了丛式井组的数量，尤其在村屯、生产矿区、学校附近。

丛式井组处于同一平台，邻井之间井距一般在4~10m，具有井与井之间的距离较近的特点，某开采区块丛式井组以井数为2口井的居多，占丛式井组的55.7%，而4口井以上的丛式井组的井数占丛式井数的39.9%，仍沿用“一变一井”的生产模式，存在着能耗高、效率低的问题。

针对上述问题，采用了“一拖多”共直流母线调控技术，以丛式井组为中心与周围井距较近的抽油机井组成一个井组，采用单井间错峰运行，即可以实现不同井产生的能量随机回馈群控，单井又可以独立控制，具有减少变压器容量、无级调速、抑“一拖多”共直流母线调控技术与应用杨巍李世勇（大庆油田有限责任公司第四采油厂）摘要：针对丛式井组的常规游梁式抽油机井之间井距较近的特点，开展了“一拖多”共直流母线调控技术与应用，以丛式井组为中心与周围井距较近的抽油机井组成一个井组，应用一变多井耦合式单井智能调速装置，将抽油机井传统的“一变一井”配电模式改变为“一变多井”配电模式，通过智能控制单元控制终端单井错峰运行，确保母线电压相对稳定，具有直流母线电压输送平稳、变压器容量减少、馈能合理利用、单井工况变频调速的技术优势，累计应用28个井组166口井，平均有功节能率达到了13.24%，年节电能力达到11.26×104kWh，实现了以井组为单元的节能效果提高。

关键词：直流母线；丛式井组；抽油机DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.03.008Regulation technology and application of “one-to-many ”common DC bus YANG Wei，LI ShiyongNo.4Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co ．，Ltd ．Abstract：In view of the fact that the distance between conventional beam pumping wells in cluster well group is close，the regulation technology and application of “one-to-many”common DC bus are carried out．The surrounding oil pumping wells in close proximity to each other is formed a well group，applying the intelligent adjustable speed device of a single variable multi-well coupled single well that is changed the traditional “one to one”distribution model for oil pumping wells to a “one to many”power distribution model．Through intelligent control units to control the staggered opera-tion of terminal single well，make sure that the bus voltage is relatively stable with the technical advan-tages of smooth DC bus voltage transmission，transformer capacity reduction，reasonable use of feeder energy，single well working conditions of frequency conversion speed regulation．With a cumulative application of 166wells in 28well groups，the rate of energy conservation is 13.24%on average and the capacity of annual electricity saving is 11.26×104kWh，which achieves the improvement of the energy efficiency based on the units of well groups ．Keywords：common DC bus；cluster well group；oil pumping unit第一作者简介：杨巍，工程师，2009年毕业黑龙江科技大学（电气工程及其自动化专业），从事采油工程专业，158****3423，************************.cn，黑龙江省大庆市大庆油田第四采油厂工艺研究所，163511。

直流微电网的10大应用场景及共直流母线技术【第44期】直流微电网共直流母线技术及应用文章大纲•直流应用的变化和趋势•直流的优势•直流微电网中的共直流母线技术•直流微电网的应用场景提示：文末有回听通道哦~1直流应用的变化和趋势一百年前爱迪生直流电和尼古拉·特斯拉交流电的技术线路之争中，特斯拉的交流电占据了一百年时间里绝大部分市场份额，几乎成为电力输送的代名词。

但事实颠覆了大家的直观感觉，在实际用电设备的最终环节大部分都是直流，因为直流电源系统可靠性较高、电压平稳，抗干扰性能好，直流开关电源效率也高于交流UPS，直流电压低可以很容易实现电池的较长后备时间，也较容易实现不间断供电。

而当年的技术条件有限，交流变压器很快被研发出来，而直流变压器迟迟未被开发，没有直流变压器，就无法升高电压、减小电流和损耗，将电输送至千家万户。

如今，随着电力电子技术的不断发展，直流电发展的关键问题被解决，伴随着新能源的爆发，直流有了明显的优势以及更好的发展路径。

可以从以下三方面来看：①负荷端一是数字社会，如腾讯这种创新型企业，当100万台服务器运作时，其能源消耗已占到所有支出中最大比重，其数据中心的负荷是直流的；二是交通电气化，无论天上飞的、路上走的还是水里游的交通工具都有电气化趋势，如美国的燃料电池飞机、特斯拉/蔚来的电动汽车，都是较典型的电气化交通工具，其复合也是直流的。

这两个是负荷端最大、最主流的变化。

②发电端以化石能源为主要结构能源供给形势已经不能满足需求，必须寻求新的能源结构。

而光伏发电、燃料电池、生物质能等各种各样的新发电形式，绝大部分都是直流。

③储能端由于发电端的新能源形式大多不稳定，所以需要配置储能，而储能大多数为直流，如说锂电池、铅炭电池、超级电容等储能设备都是直流。

从负荷端、发电端、储能端三方面都可以看出直流地位越来越显著。

2直流的优势从技术上说，交流电有幅值、频率、相位三个量需要控制，而直流电只需要控制电压幅值，更加简单稳定，且实际用电设备的最终环节大多是直流的。

共用直流母线原理The principle of sharing a common DC bus is a critical aspect of power distribution and management in electrical systems. 共用直流母线的原理是电力系统中电力分配和管理的关键方面。

It involves the sharing of a single DC bus among multiple loads or sources, which brings about numerous benefits in terms of cost-effectiveness, efficiency, and flexibility. 它涉及在多个负载或源之间共享单个直流母线，这在成本效益、效率和灵活性方面带来了许多好处。

By understanding the principles and applications of a shared DC bus, engineers and system designers can optimize the performance and reliability of their electrical systems. 通过理解共用直流母线的原理和应用，工程师和系统设计师可以优化其电气系统的性能和可靠性。

This article will explore the concept of a shared DC bus from different perspectives, including its benefits, challenges, applications, and future developments. 本文将从不同的角度探讨共用直流母线的概念，包括其优点、挑战、应用和未来发展。

One of the key benefits of a shared DC bus is its ability to improve overall system efficiency. 共用直流母线的一个关键优点是它能够提高整个系统的效率。

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。

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。