电气传动系统方案解析

多台变频器应用在共直流母线场合时，由于变频器之间的直流母线连接在一起，处于发电工作状态的变频器和处于电动工作状态的变频器之间的母线能量可以相互流动，使公共母线的电压保持相对稳定，系统配置合理时不需要外配能耗制动单元，达到达到节能和降低系统成本的目的。

1 共母线方案适用场合

并非所有变频器都适合将母线电压连接在一起进行共母线应用，只有所驱动的负载电机存在频繁的电动和发电交替工作工况变频器组成的电气传动系统才应当考虑共母线应用。

2 共母线应用注意事项

1) 变频器母线连接接线问题

对于多台变频器共直流母线系统中，尤其是不同功率等级的变频器共直流母线，母线之间连接通过保险丝保护是非常重要的。当共母线中的一台变频器功率器件发生短路击穿等损坏时，其它变频器母线能量全部通过损坏的变频器泄放，可能超出单台变频器故障电流处理能力，导致出现安全事故。在正、负母线分别串联保险丝，可以有效的防止故障进一步扩大，保证共母线应用的安全性。保险丝的额定电压应选取700VDC以上，保险丝的额定电流根据所连接的变频器额定输出电流确定，一般选择保险丝额定电流在变频器额定输出电流的2倍以上。

对于多台变频器共直流母线系统中，尤其是不同功率等级的变频器共直流母线，母线之间连接通过接触器控制是非常重要的。当某台变频器需要切入到共母线系统时，为不影响共直流母线的其它变频器正常工作，必须考虑变频器母线连接时的控制时序，选择适当时机将变频器接入共直流母线系统。当共直流母线系统中某台变频器由于需要替换、检修或损坏时，为不影响共直流母线系统中的其它变频器正常工作，必须考虑单台变频器从共母线系统中如何断开的问题。

2)共母线应用对变频器的设计要求

一般地，除三相输入电源接线端子和三相负载电机接线端子外，变频器功率端子还应当设计有母线电压引出端子。该母线电压端子的设计引出位置决定了该变频器是否适合共母线应用，变频器母线电压端子的引出位置合理，在共母线应用时就不需要额外增加软启动电路，从而降低共母线应用方案的系统成本，该类型变频器是共母线应用方案设计的最佳选择。

共母线应用方案系统中包括各种功率等级的变频器，不同功率变频器的内部软启动电路及预充电时间是不一样的。不同功率等级变频器接入共母线时的时序需要进行有效控制，避免单台变频器接入或脱开共母线系统时对母线上其它变频器正常工作造成影响，当多台变频器同时上电时，防止母线充电电流全部通过其中某一台变频器造成该变频器整流电路受过冲击损坏。

3)共母线应用时制动单元的取舍问题

将多台存在电动和发电应用工况的变频器组成共母线系统时，如果每台变频器配置的能耗制动单元都取消，共母线系统中是否还需要额外配置一个独立的能耗制动单元，这必须要根据系统中各变频器实际工况效果来决定。如果处于发电工况变频器回馈到母线上的能量与处于电动工况变频器需要的能量能达到平衡，就不需要额外配置能耗制动单元，如果处于发电工况的变频器回馈到母线上的能量大于处于电动工况的变频器需要的能量，则为防止母线电压跳保护，还是需要配置合理容量的能耗制动单元。因此，共母线应用时，只有系统配置及设计合理，才能完全取消能耗制动单元。对于一般的共母线应用，都可以通过减少使用能耗制动单元的数量和制动工作频度，从而达到节能的目的。

3 WIN-V63(以下简称V63)系列变频器共母线应用解决方案

V63系列变频器的产品设计充分考虑共母线应用时上述需求，在硬件及软件设计上完全满足各种共母线应用工况，V63系列变频器典型的共母线应用工况如图1和图2所示。

图1 V63共母线应用工况1

图2 V63共母线应用工况2

以3台不同功率等级变频器组成的共母线系统为例，采用V63系列变频器的解决方案硬件接线原理图如图3所示。通过设置软件功能参数，V63系列变频器控制板继电器输出端子RA/RC控制接触器动作，将每台变频器母线连接，组成可靠而完善的共母线系统。

图3 V63共母线应用解决方案示例