整流回馈逆变控制系统(DOC)

整流回馈装置简介目录一．安全警告警告装置是大电流的电力设备，在操作过程中部分部件有电，所以设备的安装和运行必须由工程师来进行。

不正确的安装会导致装置损坏，物理损失甚至对人造成伤害。

必须遵守以下的规则来进行。

1.不要在交流还供电的情况下打开装置。

与装置相连接的电容性负载必须完全放电之后才可以拆卸端子和内部部件。

2.在操作过程中不要接触和损坏任何部件。

不允许改变隔离的安全距离或者移去隔离的部件和盖板。

3.不得将装置放置于不允许的环境下（温度，潮湿，振动等）。

4.不允许在装置输出（端子C 和D）上加外部的电压。

5.只能在输出端子上加载容性负载。

6.必须将装置的接地线和外壳都真实接地。

对地的放电电流会大于3.5mA 。

这样根据prEN50178 标准必须有第二条接地线。

接地线推荐使用截面大于10 平方毫米。

7.接线必须为有经验的人员，并且根据国家和地方的标准要有良好的接地安全保证的情况下进行。

8.不要进行装置的放电试验。

测量信号电压必须使用合适的测量仪表（内部电阻最少10kΩ/V）。

9.装置应该由半导体保护功能的快熔来保护，其它的功率元件如系统，接触器，电抗器，变压器应该用普通快熔保护。

二．元件的确认和说明2.1简要说明整流回馈装置是一种三相四象限的AC/DC 转换装置为变频器提供稳定的DC 电源。

装置能提供在特定范围内波动的稳定的直流电，包括在变频器工作在反向状态的能量反馈到DC 母线上时。

整流回馈装置被设计成具有与正向全载时相等的反向连续工作能力。

这为整流回馈装置能在连续反向工作时的应用提供可能。

整流回馈装置可以为一台或多台变频器提供电源。

多台变频器可以连接到与整流回馈装置连接的公共母排上。

回馈的能量可以母线连接的电机中交换只把净能量回馈给电网。

这样在频繁需要回馈的应用中可以节约大量能量。

图１整流回馈装置基本功能图１－三相AC 电源输入２－DC 回路输出３－负载只允许接容性负载（比如说变频器的DC 回路电容）４－正桥在变频器工作在正向时有效，正向的电流流动。

能量回馈系统故障分析摘要:介绍能量回馈系统制动控制的特点、在起重机应用中的故障及其故障分析。

关键词:整流/回馈单元逆变1 能量回馈控制概况能量回馈控制系统是一种新型电动机控制系统,它可以将位能负载下降时、其他机构快速制动时的能量回馈到电网,可以节约能源,减少对境的污染。

目前被广泛地应用于港口、码头起重机、电梯等行业。

该控制装置有整流回路和逆变回路。

前者电源取自电网,后者将电动机发电时的电源回馈到电网。

这是该系统的一个显著特点。

能量回馈控制系统主要由整流/回馈控制单元,逆变单元组成。

整流控制单元将电网电源整流成直流电,供给直流母线,为逆变单元的电源。

馈控制系单元将逆变单元发电工作状态时提供直流母线的电压送回电网。

逆变单元将直流母线上的电源转换成设定频率的交流电源提供电动机或将电动机发电状态时产生的交流电源逆变成直流电源提供给直流母线。

我们在起重机的安装与调试中遇到多次故障,这部分电路故障尤为特殊。

下面将其中一个在设计和安装中不为注意但很容易发生的典型故障事例介绍给大家。

2 实例介绍2.1 故障现象我公司在为东北某公司提供的多台250t桥式起重机中,控制系统采用SIEMENS公司的SIMOVERT MASTERDRIVES整流回馈控制系统;整机采用S7-300PLC集中控制;各控制元件采用PROFIBUS通讯;采用SIMATIC HMI TP277人机界面作为监控系统。

该产品安装调试结束后,动作正常符合设计要求。

但经用户使用一段时间后,突然出现整流回馈单元击穿。

且在2天时间内有2台起重机均出现类似的故障。

2.2 故障检查首先,对整流/回馈控制柜内各元件检查,发现两组整流/回馈桥损坏,而且是损坏的均为回馈模块击穿,快速熔断器完好。

其余元件正常完好。

整流/回馈控制单元以下各逆变器正常。

电网电压415V。

2.3 故障分析经与用户沟通后,近阶段由于多台起重机投入运行,用户为降低电网压降,将起重机供电专用变压器输出电压上调置420V。

基于PWM整流技术的能量回馈装置的研究徐淑英;刘满足【摘要】将PWM整流技术应用于能量回馈装置,是实现可再生能量回馈利用的经济而又环保的方法.介绍了能量回馈装置的主电路拓扑结构,并建立了该电路的数学模型,在此基础上,根据PWM整流器与交流电机的相似性,分析研究得到PWM整流器的虚拟磁链模型.从实现单位功率因素有源逆变控制出发,设计了PWM整流器的控制系统.通过Matlab/Simulink仿真表明,主电路设计合理,控制系统具有良好的动静态性能.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2007(030)016【总页数】4页(P13-15,20)【关键词】能量回馈;PWM整流器;矢量控制;交流电机【作者】徐淑英;刘满足【作者单位】湖南现代物流职业技术学院,湖南,长沙,410131;湖南现代物流职业技术学院,湖南,长沙,410131【正文语种】中文【中图分类】TP2721 引言蓄电池组在维护的过程中，必须定期进行放电实验；各类电源(线性电源、开关电源)在出厂前需进行老化实验；电动机处于回馈制动、发电运行状态时，机械能转变为电能。

所有这些过程产生的能量都可以再生利用。

目前，国内基本采用电阻放电装置进行电阻泄能，这将产生巨大的浪费，与节能相违背。

也有采用半控型器件晶闸管进行有源逆变，实现能量的再生利用，由于晶闸管采取的是相控方式，运行过程中，网侧电流含有大量谐波，且功率因素低[1,2]。

高频PWM整流器能解决上述问题，他能够实现能量的双向流动，使整流器网侧电流正弦化，且可运行于单位功率因素状态。

2 主电路的拓扑结构三相半桥电压型PWM整流器拓扑结构[1]如图1所示，交流侧采用三相对称的无中线连接方式，并采用6个功率开关。

直流侧根据能量回馈装置的不同，有不同的接法，对于普通的蓄电池可以直接接在直流端；对于像交流电动机这类交流电源时，需加一整流电路，把他们送出的交流电整流后送入直流端。

图1中主电路是一种比较简单但常用的结构，此外，为了减少交流端谐波含量、减少功率开关管的功率损耗、改善功率开关的工作条件，可以采用具有中点钳位的三电平VSR拓扑结构，或采用软开关VSR拓扑结构。

AFE整流回馈系统在天车中的应用摘要：本文从AFE的基本概念入手，介绍了AFE整流回馈系统在天车中的应用情况，并详细介绍了系统硬件配置、工作原理、参数配置等情况，对于更好的使用该系统具有较好的借鉴意义。

关键词：AFE；整流回馈系统；天车1.引语从结构上看，AFE（主动前端）采用IGBT 功率元件，相当于逆变器，不同的是其输入为交流，输出为直流，因为它位于电源进线侧，所以被称为前端。

其主动的含义在于，与传统的二级管或可控制硅整流技术相比，主动前端不再是被动地将交流转变成直流，而是具备了很多主动的控制功能。

它不仅能消除高次谐波，提高功率因数，而且不受电网波动的影响，具有卓越的动态特性。

AFE 整流回馈系统能够安全可靠地控制电网侧能量的双向流动，以满足驱动系统电动及发电制动的要求，各机构电动机制动时所需的能量通过公用直流母线在逆变器间自动分配，多余能量通过整流回馈返回电网。

电网电压瞬时跌落在升压运行中将被桥接而不会改变直流母线电压值，使AFE 可以安全运行在65 %的电源额定电压范围内。

与传统的通过制动单元、制动电阻将能量消耗掉的方案相比，不但省掉了大量的电阻器、节省了空间，而且还节约了能源的浪费。

采用AFE 整流回馈系统具有如下技术特点：电网无高次谐波，故电网侧电流比较小且无电网污染；直流母线电压与电网电压无关而保持恒定，使系统得到最佳利用；允许电网电压的波动范围宽：AC380V（-15%到+15%）；功率因数可调，可进行无功补偿。

2.硬件配置AFE 整流回馈系统由AFE电网连接模块、AFE电网净化滤波器和AFE变流器三部分组成。

AFE 电网连接模块包括：负荷隔离开关Q1、电源熔断器F1-F3 和主接触器K1，它们将电网和AFE 滤波电路连接起来。

由预充电接触器K4 和预充电电阻R1-R3 构成的回路被称为预充电回路。

本装置中直流母线上的电容器在闲置超过两年以后必须进行再充电，否则当电网电压加在装置上时，有可能被损坏。

xxxxxxxxx大学本科生毕业设计姓名：学号：学院：专业：论文题目：PWM整流器在能量回馈系统中的应用专题：指导教师：职称：2012 年 6 月 xxxxxxXxxxxxxxxxx大学毕业设计任务书专业年级电气08班学号学生姓名任务下达日期：2011 年12 月14 日毕业设计日期：2011 年12 月20 日至2012 年 6 月5 日毕业设计题目：PWM整流器在能量回馈系统中的应用毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1.了解PWM整流器和能量回馈单元的工作原理；2.建立能量回馈单元的数学模型；3.研究能量回馈单元电流控制技术；4.设计主电路的参数；5.采用matlab/simulink对PWM整流器控制系统进行仿真。

指导教师签字：郑重声明本人所呈交的毕业设计，是在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。

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对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。

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本毕业设计的知识产权归属于培养单位。

本人签名：日期：XXXXXXXX大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日XXXXXXXX大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日XXXXXXXX大学毕业设计答辩及综合成绩摘要随着调速系统不断的发展，通用变频器在生产实践中有广泛的应用。

次序参数号输入值单位说 明备 注P051= 3－ 访问等级的设置参数 1为OP ，2为标准，3为专家P077= 0－ 选定工厂设置的参数 0为标准工厂设置P052= 1－ 选择调试步骤和特殊功能 1为建立工厂设置r000≤009－参数输入完成和正确009为整流/回馈单元启动待机P050= 1－ OP 操作面板语言选择参数 1为显示语言为英语P051= 3－ 访问等级的设置参数 1为OP ，2为标准，3为专家P053= 6－ 接口参数设置的功能参数 2+4=6为PMU+串行接口P052= 5－选择调试步骤和特殊功能 5为传动系统设置P071= 380V整流桥电压参数 整流桥额定电压为380VP076= 02－ 功率部分的配置参数 02为不存在功率部分并联连接P160'1= 150A 电机的设备电流限幅参数 1.5倍的电动额定电流限幅P161'1=-150A 发电机的设备电流限幅参数 1.5倍的发电额定电流限幅P318'1= 100% DC 电压下降给定值RDS-参数 DC 电压给定值不下降P571'1= 0000－ 降低DC 电压命令B/R 参数 0为下降禁止，1为下降有效P052= 21－ 选择调试步骤和特殊功能 21为整流/回馈单元参数设定r000≤009－ 参数输入完成和正确 009为整流/回馈单元启动待机P052= 22－ 选择调试步骤和特殊功能 22为仅显示改变数值的参数P052= 0－ 选择调试步骤和特殊功能 0为回到整流/回馈单元状态P554'1= 1001－ 选择ON/OFF 指令的BICO 参数 1001为外控装置开/停(X101/9)P603'1= 1002－ 选择此输出口为故障信号 端子X104/19和20为故障指示r000≤009－参数输入完成和正确009为整流/回馈单元启动待机(新程序)(连电脑)P683'1= 5－ 串行通讯接口的总线地址 5为5#通讯接口地址50P684'1= 7－ 串行接口波特率7为19200波特86P685'1= 4－ 电报纯数据块中参数数据字数 4为参数数据部分是4字长3127P686'1= 2－ 电报纯数据块中过程数据字数 2为过程数据部分是2字长2 P688= 0－选择SST2的协议(串口接口2)0为7个数位，1个校位，1个停位P408= 3min Caps Forming time RDS-参数 中间回路(P052=20)充电时间P052= 20－ 选择调试步骤和特殊功能 20为给中间回路充电r000≤009－参数输入完成和正确009为整流/回馈单元启动待机中间回路充电步骤附录4 整流回馈单元参数输入步骤工厂参数的设置步骤专家参数输入次序通讯参数的设置按Ｉ键。

1.公共直流母线的结构与配置公共直流母线技术是在多电机交流调速系统中，采用单独的整流/回馈装置为系统提供一定功率的直流电源，调速用逆变器直接挂接在直流母线上。

当系统工作在电动状态时，逆变器从母线上获取电能；当系统工作在发电状态时，能量通过母线及回馈装置直接回馈给电网，以达到节能、提高设备运行可靠性、减少设备维护量和设备占地面积等目的。

一、公共直流母线控制系统的组成公共直流母线控制系统通常由整流/回馈单元、公共直流母线、逆变单元等组成。

回馈单元可分为通过自耦变压器的能量回馈和不通过自耦变压器的能量回馈两种方式。

通过自耦变压器的能量回馈可提高回馈支路中的电源电压，目的是在能量回馈过程中不必降低中间回路电压，使得逆变器能够获得一个较恒稳的直流电源；不通过自耦变压器的能量回馈实际上是保持系统一直处在回馈状态，在整流过程中依靠持续降低具有相角控制的中间回路的电压来实现。

1。

整流/回馈装置：整流/回馈单元把交流电源转换为电压稳定的直流电源，即使在逆变器能量回馈到电网时，该电压在规定范围内仍保持恒定。

整流/回馈单元的功率部分一般由2个反并联晶闸管桥组成，可在输入端电网和逆变器中间回路之间整流和回馈。

2。

逆变器：逆变单元把电压稳定的直流电源转化为电压、频率可调的交流电源，以满足电机平滑调速的目的。

二、系统的优点1。

公共直流母线系统是解决多电机传动技术的最优方案，很好地解决了多电机间电动状态和发电状态之间的矛盾。

在同一系统中，同一时刻不同装置可工作在不同的状态，整流回馈单元保证了公共直流母线电压的稳定供给，又将多余的能量回馈给电网，实现了再生能源的合理利用。

2。

公共直流母线系统设备结构紧凑，工作稳定。

在多电机传动系统中省去了大量的制动单元、制动电阻等外围设备，节省了设备占地面积和设备维护量，减少了设备故障点，提高了设备的整体控制水平。

3。

在辊道等多电机传动的场合应用公共直流母线技术是辊道调速的一种发展方向，它能在取得较高的动静态性能、调速精度的同时将系统再生能量加以合理利用和回收。

西门子整流回馈单元的预充电和主回路控制赵欣【摘要】本文作者结合热轧机的设计和调试工作,以西门子公司S120交流多传动控制系统为例,阐述了西门子S120整流回馈单元(SLM)的主要控制特点；结合实际调试工作,叙述了控制预充电和主断路器的要求.【期刊名称】《有色金属加工》【年(卷),期】2012(041)003【总页数】3页(P58-60)【关键词】整流回馈单元;预充电;断路器控制【作者】赵欣【作者单位】洛阳有色金属加工设计研究院,河南洛阳471039【正文语种】中文【中图分类】TM921随着工业电气自动化技术的不断发展与成熟，在热轧机组等多台单体设备电气控制系统中，我公司选用了西门子公司S120交流多传动控制系统。

西门子S120交流多传动控制系统的供电模块主要分为三大类：⑴基本型电源模块(Basic Line Module)，简称BLM。

⑵非调节型电源模块(Smart Line Module)，即整流回馈单元，简称SLM。

⑶调节型电源模块(Active Line Module)，即作为升压器工作的自控供电/再生馈电装置，简称ALM。

我公司近几年主要选用了非调节型电源模块，即整流回馈单元(SLM)，再加上其他配套的电机模块(即矢量控制的逆变器)、CU320控制单元等扩展系统组件，设计了多套西门子S120交流多传动控制系统。

1 交流多传动控制系统的主要性能特点在交流多传动控制系统中，采用了公共直流母线技术。

它是在多电机交流调速系统中，采用单独的整流回馈单元为公共直流母线提供一定功率的直流电源，即通常所说的交流变直流(AC/DC)；调速用逆变器直接挂接在公共直流母线上,完成电机驱动的工作，即通常所说的直流变交流(DC/AC)。

当系统工作在电动状态时，逆变器从母线上获取电能；当系统工作在发电状态时，能量通过母线及整流回馈单元直接回馈给电网。

在使用多台逆变器工作的场合，各个逆变器在生产线处于电动状态或发电状态，通过公共直流母线可直接进行能量交换；在短时频繁起动/制动操作时，整流回馈单元内的电容可以短时充放电来保持直流母线电压的稳定，减小了起动/制动操作时对电网和电气设备的冲击。

逆变回馈型再生制动能量吸收装置系统的控制曾之煜;陈桁;敖娜娜【摘要】Absorption of a variety of regenerative braking device is the core of the control system, we use the feedback inverter type scheme, elaborated based on MCU - MCU hardware structure of control principle, a detailed description of the ARM9 and DSP chip inte%在牵引变电所的直流母线上设置各种再生制动能量吸收装置的核心是其控制系统，本文采用逆变回馈型方案，阐述了基于单片机一单片机硬件结构的系统控制原理，详细说明了ARM9和DSP芯片的各接口功能，并给出了谐波抑制措施。

【期刊名称】《电气化铁道》【年(卷),期】2011(022)004【总页数】3页(P31-33)【关键词】再生制动;逆变回馈;谐波抑制【作者】曾之煜;陈桁;敖娜娜【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;中铁二院工程集团有限公司电气化设计研究院;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】U223.60 引言逆变回馈型再生制动能量吸收装置充分利用了列车再生制动能量，提高了再生能量的利用率，节能效果好，并可减少列车制动电阻的容量；其能量直接回馈到电网，既不要配置储能元件，也不要吸收电阻；因此对环境温度影响小，在大功率室内安装的情况下多采用该方案。

现有的逆变回馈型再生制动能量吸收装置采用工控机—单片机为核心结构，工控机成本较高，且控制复杂，既浪费资源，又达不到最佳的控制效果，本文提出了以单片机—单片机为核心的方案，该方案在原有逆变功能上增加了谐波抑制的功能。

1 装置原理逆变回馈型再生制动能量吸收装置主要采用电力电子器件构成大功率晶闸管三相逆变器，该逆变器的直流侧与牵引变电所中的整流器直流母线相连，其交流进线接到交流电网上；当再生制动使直流电压超过规定值时，逆变器启动并从直流母线吸收电流，将再生直流电能逆变成工频交流电回馈至交流电网。