变频器共直流母线及回馈单元并联在离心机上的应用

　　一、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并联中的进一步应用。

　　二、改造前变频调速系统方案

　　1、离心机原有控制系统介绍

　　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。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。

　　图1 改造前变频器及制动单元系统原理图

　　图1结构是我公司向厂家订货，成套购买，安装调试后，一直运行至今。

　　2、原有控制系统方案的改进之处

　　1、当其中一台离心机制动时，电能回馈到电网，制动单元随变频器刹车反复工作。

　　2、当其中一台离心机制动，另一台升速时，回馈的电能和需要的电能量不能直接交互。

　　3、当其中一台制动单元故障后，离心机整套系统因不能刹车而停车，制动单元不能共享。

　　4、当离心机急速刹车时，在变频器承受的最大电流范围内，回馈单元将有可能过载或故障。

　　三、升级改造后变频控制系统方案

　　1、控制系统主回路接线图

　　图2 升级改造后变频器及制动单元系统原理图

　　此次改造提出了回馈制动单元组的概念，也就是相同型号或厂家的同一类型制动单元并

　　联，组合成容量比较大的回馈单元组，即回馈单元并联。参见制动单元的说明书，该类型的制动单元具有并联均流功能，可多台并联使用，满足大容量回馈制动的需要。系统原理图见图4所示。这样不仅避免了四台离心机不能同时刹车，而且在其中任一台变频器或回馈单元故障后不影响其他设备的正常使用。不仅实现了高可靠性，而且实现了回馈单元的冗余配置。