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通用矢量變頻器如何通過中間直流總線供電?

bmller 2023-03-07

大多數變頻器制造商生產的傳統變頻器,控制系統和其他應用的電源直接由單相或三相電網提供。然而,由于通用矢量變頻器和伺服電機放大器的應用越來越多,可能會出現一種新的電源:由通用矢量變頻器的中央DC總線供電。該電源的優點是,存儲在運行電機中的“自由”動能可用于為控制系統供電。如果這種可能性成為現實,它將大大提高電源對抗電網波動的魯棒性,而不需要頻繁維護的電池緩沖系統。


通用矢量變頻器如何通過中間直流總線供電?


為了理解這個應用程序,我們可以以起重機為例:如果起重機剛剛吊起貨物,供電網絡突然中斷,會發生什么?通常,控制系統必須配備電池緩沖器,以便提升的貨物能夠安全下降。如果控制系統由中間DC總線供電,當貨物下降時,起重機的電機將作為發電機,以保持中間DC總線和控制系統上的電壓。這種強制同步可以使系統設計更加簡單和安全。

那么,為了適合中間DC總線供電的應用,電源必須滿足哪些要求呢?有人可能會說沒有要求,因為從基本原理來看,開關電源總是整流交流電源,所以開關電源可以交流直流供電。而且很多開關電源的產品說明都會明確標明一定的DC輸入范圍,比如450.750Vdc。那么,為什么普通開關電源在實踐中直接接入中間DC母線有問題呢?


通用矢量變頻器如何通過中間直流總線供電?


原因之一是中間DC總線上的電壓往往是高頻交流電壓,對地面的范圍是幾百伏,這就是所謂的“共模噪聲”。符號“DC電壓”實際上只指正負電極之間的電壓,而不是對地電壓,因為整個中間DC總線以同樣的節奏變化到地面。這種效果是由于變頻中的快速開關(IGBT)正極和負極通過電機和其他電容器定期接地。

通用矢量變頻器雖然有自己的濾波器,但只在外面工作,也就是面對輸入電網;內部,也就是面對中間的DC公交車,是不可能的。而且因為這個地方屬于設備內部,所以沒有明確的EMC標準要求。但是電源的電磁兼容標準并沒有涵蓋這個應用,因為普通電源的輸入端在600V和幾千Hz的頻率范圍內不會長時間受到干擾,比普通電源要求的輸入可靠值高出幾十倍。因此,中間DC總線對電源的要求與普通電源完全不同。


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