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伺服共直流母线是怎么一回事儿
发布时间:2019-10-26 15:30:22 | 浏览次数:

共直流母线的伺服系统具有节能高效,系统部件少等优点,但同时对伺服系统的设计等一系列上提出了更高的要求,以下也是通过几点来详细的介绍了设计共直流母线的原因、原理及设计,和在伺服应用上的相关内容及图解。


一、设计共直流母线方案的原因



在同一时刻相邻变频器驱动的电机有的处于电动状态有的处于发电状态,处于电动状态的电机消耗能量,处于发电状态的电机产生能量,产生的能量要么通过能耗制动以热量的形式散发出去,要么通过能量回馈单元返回电网中去,如果能够将发电状态电动机的能量直接传给电动状态的电机,那么能耗制动所浪费的电能或者能量回馈单元的设备置购费用都可以节省回来,这就是直流母线产生的初衷。

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。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,直接影响生产。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、共直流母线的原理和设计

公共直流母线采用单独的整流/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。

图一所示接线就是典型的共用直流母线的制动方式,M1处于电动状态,M2经常处于发电状态,三相交流电源380V接到VF1上。



威科达伺服共直流母线上的应用

处于电动状态的电动机M1上的变频器VF1,VF2通过共用直流母线方式与VF1的母线相连。在此种方式下,VF2仅作为逆变器使用,M2处于电动状态时,所需能量由交流电网通过VF1的整流桥获得;M2处于发电状态时,反馈能量通过直流母线由M1电动状态消耗。

三、威科达伺服共直流母线上的应用

威科达伺服支持共直流母线的功能,图二为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、VC系列伺服驱动器以及能量回馈装置。



此方案优缺点:

1. 使用一个完整的伺服驱动器,而不是单纯使用传统意义上的整流桥加多个逆变器的方案;

2. 不需要有分离的整流桥、充电单元、电容组和逆变器;

3. 每一个伺服驱动器都可以单独从直流母线中分离出来而不影响其他系统;

4. 所有挂在母线上的伺服驱动器必须使用同一个三相电源。

上述方案在实际的应用中要注意:各个伺服驱动器要同时上电,使用的电压等级要一致且必须是同一个电源。


 
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