公共直流母线技术的研究与应用

公共直流母线技术的研究与应用

摘要：介绍了公共直流母线系统的组成和应用。公共直流母线技术越来越

广泛地应用于多电机传动系统中，在获得高精度调速系统的同时，将系统在制动过程中产生的再生能源加以合理利用和能量回收，取得较好的节能效果。 关键词：公共直流母线技术 整流/回馈 逆变器 多电机传动

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。 1、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。

1.1 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。

1.2 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。逆变器系统的原理框图如图1所示。

图1 逆变器系统原理况图

2、公共直流母线系统的应用

（1） 酸洗线

整流回馈单元采用通过自耦变压器的能量反馈方式。在回馈桥和电网间通

过自耦变压器将回馈桥的输入电压升高20%，以实现没有电压降的回馈。回馈桥上没有较高电压时，中间回路电压通过相位角变化进行调整，中间回路电压由一个带微处理器的数字调节器自动调节。

逆变器由中间回路直流电压利用脉冲宽度调制方法（PWM）生成一个交流变频系统，装置由内部闭环电子线路控制，功能由装置软件提供，采用无速度传感器的矢量控制模式。速度给定信号由PLC运算后通过DP网传给每套驱动装置，增加了系统的响应速度和控制精度及系统的抗干扰能力。 2.3 系统的优点

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。

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、结束语

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常用方法，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。

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