变频器共用直流母线方式的回馈制动

2017-06-04 78 0

对频繁启动、制动或四象限运行的电动机,如何处理制动过程不仅影响系统动态响应,还涉及经济效益问题。目前大部分通用变频器还不能通过单独一台变频器实现回馈制动。共用直流母线方式可实现再生能量回馈系统,将制动产生的再生能量充分利用,既节约电能又处理再生电能。

1. 回馈制动工作原理

通常意义上的异步电动机多传动系统包括整流桥、直流母线供电回路与若干逆变器,电动机所需能量以直流方式经 PWM 逆变器输出。多传动方式下,制动产生的再生能量反馈到直流回路,经直流回路可消耗在其他处于电动状态的电动机上;制动要求特别高时,只需在共用母线上并上一个共用制动单元。

图6-3 共用直流母线的回馈制动方式

图6-3 接线为典型的共用直流母线制动方式:M1 处于电动状态、M2 经常处于发电状态,同一系统的三相交流电源 380 V 分别接到变频器 VF1 与 VF2 的 R、T、S 端。此种方式下 M2 发电时,反馈能量通过直流母线由 M1 的电动状态消耗。

要实现直流回路与电源间双向能量传递,最有效的方法之一是采用有源逆变技术:即将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网从而实现制动。

图6-4 回馈电网制动原理图

图6-4 为回馈电网制动原理图,采用电流追踪型 PWM 整流器,容易实现功率双向流动、具有很快动态响应速度;该拓扑结构还能完全控制交流侧与直流侧之间无功和有功的交换。

2. 回馈制动应用范围

共用直流母线的制动方式可应用于造纸机械、印刷机械、离心分离机及系统驱动等。这些应用的共同特点(如图6-3 所示)是:处于发电状态的 M2 容量远小于处于电动状态的 M1 容量,且当 M1 电动状态停止(变频器 VF1 待机)时,M2 的发电状态随即转为电动状态。这样直流母线电压不会快速升高,系统始终处于比较稳定状态。

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