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
Abstract: This paper introduces the inverter Common DC bus and its applying in centrifuge in Shijiazhuang Pharma.Weisheng Pharmaceutical(Shijiazhuang)Co.,Ltd..
Key words: Inverter Common DC bus Centrifuge Energy feedback Energy-saving
[中图分类号] TP276 [文献标识码] B 文章编号 1561-0330(2010)03-0000-00
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。
2改造前变频调速系统方案
2.1离心机控制系统介绍
改造的离心机共12台、每台控制系统都是一样。变频器为艾默生EV2000系列22kW，恒转矩型，回馈单元皆为加能的IPC-PF-1S回馈制动单元，所有控制系统集中在一个配电室中。两台离心机共用一个GGD控制柜，限于篇幅只画出其中四台，其余八台与此类似。系统图如图1所示。
图1 改造前变频器及制动单元系统原理图
由图1可知，每一台变频器需要一台回馈制动单元，各自的控制系统完全独立，
2.2刹车时制动工作分析
当离心机刹车时，电动机将处于再生发电制动状态，系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时，如果变频器中没采取消耗能量的措施，这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升，此时电容的直流母线电压抬升，当升至680V时，制动单元开始工作，即回馈多余的电能到电网侧，此时单台变频器直流母线电压维持在680V（有的690V）以下，变频器不至于报过电压故障。单台时变频器制动单元刹车时的电流曲线如图2，刹车时间为3分种，测试仪器为FLUKE 43B 单相电能质量分析仪，分析软件为《FlukeView Power Quality Analyzer Version 3.10.1》。
点通
