变频器直流共母线在牵引机中的应用
变频器直流共母线在牵引机中的应用
在化纤行业短纤维生产线中牵引机械应用非常广泛。在涤纶纺丝生产线中，牵引机一般采用七辊牵引机，机上有七个牵引辊，属于多轴联动的机械系统，每个牵引辊都各由一台电动机驱动，牵引辊电动机由变频器驱动。
在生产过程中，由于丝束在每个牵引辊上的包角不一样，当丝束以一定速度运动时，在每个辊上产生的力不一样，有的辊会被拖动，驱动电动机处于发电状态，这种现象被称为倒拖现象。产生倒拖现象的电动机向其供电装置提供电能，这个电能被称作“再生能量”。牵引机在运行时，由丝束作用产生倒拖现象的电动机就会向变频器提供电能，当电动机提供的“再生能量”高于变频器直流母线电压时，“再生能量”开始向变频器直流母线上的电容充电，使驱动该电动机的交流变频器直流母线电压过高。当变频器直流母线电压超过额定值时，变频器过压保护装置启动，致使牵引机停车无法正常生产。这样的现象在生产过程中经常发生，影响了丝束产品的质量。
为了解决上述问题，实现智能化控制，保证牵引机安全可靠地运行，我们在设计生产牵引机时，采用了由艾默生变频器组成的直流共母线的变频牵引系统。牵引机上每一台牵引辊的同步电动机，都由各自的一台艾默生ev2000系列变频器控制。我们将所有艾默生变频器的直流母线接在一起，并在艾默生变频器的直流母线上接一制动单元和制动电阻。当某一电动机处于倒拖运行时，其变频器产生能量通过公共直流母线将能量回馈给处于电动状态的变频器，从而保持直流母线电压的稳定，使牵引机能正常生产。如果发生多台以上的电动机处于倒拖运行时，处于发电状态的电动机产生“再生能量”，不能被电动状态的电动机所吸收，使变频器直流母线电压过高，这时制动单元和制动电阻起作用，将过高的直流母线电压通过制动单元消耗在制动电阻上，从而保证牵引机正常生产。
在一般情况下，制动单元和制动电阻在刹车的时候起作用。这是因为在刹车的情况下，电动机在刹车电磁铁的作用下迅速停止运转，造成变频器母线电压过高，制动单元和制动电阻能快速地将变频器母线电压放掉，保证设备正常运转。
在实际应用中我们采用了以下几种直流共母线方式：大的变频器带小变频器的控制方式；直流电源供电的控制方式；共ac母线、dc母线的控制方式。
用大的变频器带小变频器的控制方式，这种方法中g变频器的选用较大，一般选用的功率是其余变频器的功率之和。g变频器由交流供电，将g变频器的直流母线电压提供给其余的变频器使用，母线共用，同时对每台变频器的充电。变频器能同时运行，不会损坏变频器。但由于g变频器功率选用较大，变频器的参数设定只能按变频器的默认值设定，与变频器驱动的电动机功率不相配，因此对该电动机的保护欠缺。这种控制方式只能用于电动机功率相差不太大的情况下，一般用于电动机功率小于10kw， 电动机总功率不大于100kw的情况。
直流电源供电的控制方式，这种方法使用直流电源代替上一种方案中的大变频器，使g 变频器与所带的电动机相匹配，使每个变频器都能对电动机进行很好地控制。这种控制方式，变频器能同时运行，能用于电动机功率相差较大的情况下，电动机功率也可以在几百千瓦以上。但是由于增加了整流电源或直流电源，增加了设计成本。
共ac母线、dc母线的控制方式，这种方法可以用于以上两种情况，每台变频器带一台电动机，对该电动机的保护性能好。由于每个变频器是交流供电，为了防止共母线时功率较小的变频器对功率较大的变频器充电，使功率较小的变频器损坏，使用中变频器的母线不能同时并接、同时运行，变频器必须分时运行，即在各自的变频器运行完成后自动将接触器接通，将母线接通，共母线运行。
这三种直流母线连接方案在实际应用中能很好地解决倒拖现象产生的问题，保证牵引机安全可靠运行，提高了系统的控制精度和系统的可靠性，取得了很好的效果。
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在生产过程中，由于丝束在每个牵引辊上的包角不一样，当丝束以一定速度运动时，在每个辊上产生的力不一样，有的辊会被拖动，驱动电动机处于发电状态，这种现象被称为倒拖现象。产生倒拖现象的电动机向其供电装置提供电能，这个电能被称作“再生能量”。牵引机在运行时，由丝束作用产生倒拖现象的电动机就会向变频器提供电能，当电动机提供的“再生能量”高于变频器直流母线电压时，“再生能量”开始向变频器直流母线上的电容充电，使驱动该电动机的交流变频器直流母线电压过高。当变频器直流母线电压超过额定值时，变频器过压保护装置启动，致使牵引机停车无法正常生产。这样的现象在生产过程中经常发生，影响了丝束产品的质量。
为了解决上述问题，实现智能化控制，保证牵引机安全可靠地运行，我们在设计生产牵引机时，采用了由艾默生变频器组成的直流共母线的变频牵引系统。牵引机上每一台牵引辊的同步电动机，都由各自的一台艾默生ev2000系列变频器控制。我们将所有艾默生变频器的直流母线接在一起，并在艾默生变频器的直流母线上接一制动单元和制动电阻。当某一电动机处于倒拖运行时，其变频器产生能量通过公共直流母线将能量回馈给处于电动状态的变频器，从而保持直流母线电压的稳定，使牵引机能正常生产。如果发生多台以上的电动机处于倒拖运行时，处于发电状态的电动机产生“再生能量”，不能被电动状态的电动机所吸收，使变频器直流母线电压过高，这时制动单元和制动电阻起作用，将过高的直流母线电压通过制动单元消耗在制动电阻上，从而保证牵引机正常生产。
在一般情况下，制动单元和制动电阻在刹车的时候起作用。这是因为在刹车的情况下，电动机在刹车电磁铁的作用下迅速停止运转，造成变频器母线电压过高，制动单元和制动电阻能快速地将变频器母线电压放掉，保证设备正常运转。
在实际应用中我们采用了以下几种直流共母线方式：大的变频器带小变频器的控制方式；直流电源供电的控制方式；共ac母线、dc母线的控制方式。
用大的变频器带小变频器的控制方式，这种方法中g变频器的选用较大，一般选用的功率是其余变频器的功率之和。g变频器由交流供电，将g变频器的直流母线电压提供给其余的变频器使用，母线共用，同时对每台变频器的充电。变频器能同时运行，不会损坏变频器。但由于g变频器功率选用较大，变频器的参数设定只能按变频器的默认值设定，与变频器驱动的电动机功率不相配，因此对该电动机的保护欠缺。这种控制方式只能用于电动机功率相差不太大的情况下，一般用于电动机功率小于10kw， 电动机总功率不大于100kw的情况。
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共ac母线、dc母线的控制方式，这种方法可以用于以上两种情况，每台变频器带一台电动机，对该电动机的保护性能好。由于每个变频器是交流供电，为了防止共母线时功率较小的变频器对功率较大的变频器充电，使功率较小的变频器损坏，使用中变频器的母线不能同时并接、同时运行，变频器必须分时运行，即在各自的变频器运行完成后自动将接触器接通，将母线接通，共母线运行。
这三种直流母线连接方案在实际应用中能很好地解决倒拖现象产生的问题，保证牵引机安全可靠运行，提高了系统的控制精度和系统的可靠性，取得了很好的效果。
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