SP能量回馈设计

Unidrive能量回馈设计SPMCSPMASPMDSP1SP2SP3SP4SP5SP6主机从机从机主机可控直流器不能使用400V回馈组件对575–690V系统，可考虑升降压变压器除SPMD1404正常负载330A外，其它所有系列可提供产品UnidriveSP能量回馈产品可供货产品清单SPMD1404预计在2006，1供货暂无产品已在研发之中供货产品UnidriveSPMA/SPMD400V系列90kW~1.5MW最多可并联10个SPMA/SPMD模块(必须是同一型号)并联时模块降额5%使用

UnidriveSPMC140220xSP540210xSPMD140412xSPMA1402UnidriveSP能量回馈Sizes1to6400V系列3kWto132kW在能量回馈系统中可为高达66mF的直流母线电容组充电技术规格工作电压范围(400V系列)380~480Vac+10%

工作频率48~65Hz回馈模式下,如果

直流母线电压低于410Vdc

或

交流电源电压低于150Vac

则UnidriveSP认为交流电源掉电,但不会切断输入回路或与输入电源同步.直流母线电压设定值(Pr3.05) 50Hz,380VacSupply=Min590Vdc,默认700Vdc,Max800Vdc 60Hz,480VacSupply=Min730Vdc,默认780Vdc,Max800Vdc直流母线电压设定值必须比Vac*

2高出50v.直流母线电压设定值可调整使得460Vac电机在380Vac电网上也能工作(通常电机电压不超过360Vac)在这种情况下将从电源吸收更大的电流,从而需要更大功率的能量再生驱动器.SP24031.732*415*29*1=20.8kWSP24031.732*400*29*0.85=17.7kWkW=1.732*Vac*IDriverated*p.fkW=1.732*Vmotor*Imotor*p.f+losses例1SP24031.732*380*29*1=19.1kWSP24031.732*460*29*0.85=20.2kWExample2SP34011.732*380*35*1=23.0kWExampleSP2403能量回馈驱动器能够回馈所产生的能量.SP2403再生驱动器不能提供所需要的功率.SP3401再生驱动器能够从380Vac电网为460Vac电机提供所需的功率.

单回馈－单驱动模式

系统上电可借用再生驱动器内部的软启动功能。再生驱动器选型应依据电机驱动器的要求来进行。

一旦上电完成，软启动电路被断开。

单回馈－多驱动模式再生驱动器的选型应满足整个系统的功率需求软启动电路可由UnidriveSPMC或外部电路完成所有电机驱动器必须配置直流融断器多回馈－多电机驱动器再生驱动器功率和应满足系统功率的需求软启动功能可由UnidriveSPMC1402完成应配置单开关频率滤波电抗器应配置RFI滤波器应配置直流母线融断器

UnidriveSP能量回馈

制动电阻替代方案再生制动驱动器的上电是通过监测电机驱动器内部的软启动电路来实现的。必须配置隔离变压器必须配置直流母线融断器和二极管（只允许能量单相流动）RFI滤波器与电机驱动器功率匹配再生制动驱动器应满足系统制动的功率需求。

隔离变压器制动电阻替代系统直流母线–能量回馈驱动器直流母线–电机驱动器+DC对地的电压波形不采用隔离变压器可能导致输入电抗器和回馈驱动器的输入部分发热。标准整流器输入直流母线对地纹波标准整流器输入直流母线对地纹波必须移除所有能量回馈和电机驱动单元的内置EMC滤波器SPsizes1to3移除内置EMC滤波器SPsizes4to6,SPMA,SPMD移除内置EMC滤波器不移除滤波器将导致安全和EMC问题能量回馈系统的容量设计必须考虑如下几个因素电机额定电流、电压、功率因素最大过载情况能量回馈单元额定值（重载/普通负载的双额定值）系统损耗确保在最恶劣的情况下能量回馈单元能够提供或回馈所需要的功率＋损耗。如果能量回馈单元不能提供所需要的功率＋损耗，则直流母线电压将下降，在恶劣的情况将失步并故障报警。如果能量回馈单元不能够回馈电机驱动器所再生的全部功率，则回馈单元与电机驱动器将发生过压故障。

系统容量设计SP2403,23A(正常负载)

，工作在能量回馈模式，400V供电SP2403驱动400V,23A,0.85功率因素的电机

能量回馈单元的额定功率:

=1.73x400

x23x1

=15.9kW

电机驱动器能够提供的功率:

=1.73x400

x23

x0.85

=13.5kW

系统功率损耗

2xUnidriveSP2403=626W

额定电流时能量回馈单元能够提供的功率为15.9kW，因此能满足本案例的需求。系统功率需求13.5kW+626W=

14.13kW.SP4403,96A(重载),工作在再生模式,

SP4403驱动75kW,400V,96A0.90pf的电机:

能量回馈单元的最大功率:

=1.73x342x96x1x1.5

=85.1kW

电机驱动器最大功率:

=1.73x400x96x0.90x

1.75

=104.75kW

功率损耗：

2xUnidriveSP4403=1.952kW

系统功率需求：104.75kW+1.952kW=

106.7kW.能量回馈单元在最低电压

-10%(342Vac),

输出电流

150%时的情况下；电机驱动器输出电流

175%

能量回馈单元只能提供约85.1kW的功率，因此需选用更大功率的单元。

UnidriveSP能量回馈制动电阻替代系统能量回馈单元作为制动电阻替代方案的重要考虑因素是电机驱动功率与制动功率之比。这决定了所需的能量回馈单元功率。驱动功率<3/2制动功率能量回馈单元应视作主要的电源，而不仅是代替制动电阻。

(标准能量回馈单元)1.5x制动功率<驱动功率<4x制动功率该范围内，能量回馈单元作为作为制动电阻的替代。能量回馈单元的功率应和制动功率一致。驱动功率

>4x制动功率不可能用额定的能量回馈单元仅作为功率制动。能量回馈单元不适合连接到大容量的电机驱动器。如果驱动功率

>

4x

制动功率，则应该采用如下方案：两台SP3403

，每台驱动一台30kW电机。30-20=10kW(能量回馈单元功率)

有一台驱动器在某时会处于制动

–

每个电机驱动器消耗20～30kW功率，制动功率则在0～

30kW之间变化，因此最大回馈功率为标称的制动功率因此，11kW的能量回馈单元足以满足10kW的制动回馈功率的要求。当电机驱动功率几倍于所期望的制动功率时，有必要考虑负载回馈的峰值制动功率。

SP440375kW,驱动器功率为75kW,

稳态制动功率为20kW。但是，动态的峰值制动功率可能大得多：SP440375kW–最大限流设定为150%-最大电动与制动电流水平则峰值制动功率为=1.73x400x156x1.5=162kW

该功率远大于22kW能量回馈单元的容量，因此需要更大容量的能量回馈单元。如果能量回馈单元不能满足制动功率的需要，则所有单元将过压报警。因此22kW能量回馈单元将提供足够的制动功率。峰值制动功率

详细的功率元件图表

单回馈单元单电机驱动

接触器控制

软启动元件

能量回馈元件

单回馈单元多电机驱动每个电机驱动单元都需要配置直流母线融断器可选能量回馈单元端子的连接SPMC不再需要输入电抗器能量回馈单元主接触器的辅助触点可用于SPMC主接触器的断开与闭合而不导致电流回路

单回馈单元多电机驱动单元每个电机驱动单元都需要配置直流母线融断器

UnidriveSP能量回馈单元制动电阻替代方案不需要外部变阻器必须配置直流母线融断器和二极管需配置隔离变压器

最优设计

电流环增益

电压控制器增益

功率前馈

功率因素校正运行时电流环的不稳定性运行时OI.AC故障的误触发适合于非常动态的应用节省成本（因kVar减少，故节省了电费支出）克服了“软电源”时的电压降可以克服从电动到制动的转变中造成的OV,OI.AC故障的误动作可对同样电源进行感性负载的补偿

功率前馈补偿

在电机驱动器动态负载应用中，瞬变负载会导致母线电压快速变化，该装置可以减少母线电压的快速变化。简单设置模拟输出(电机驱动器)模拟输入(回馈逆变器)

无需对驱动器匹配额定值进行比例协调(它通过模拟输入/输出就可以进行，详见用户手册)MotoringDriveRegenDrive

电机驱动器输出功率1ms取样一次((回馈逆变器模拟输入取样时间1ms/次)(电机驱动器模拟更新时间为250us))

能够用于多电机驱动器系统Analogueoutput1or2H-spdmodeOutputPowerPr5.03Analogueinput2or3Powerfeedforward能量回馈单元电机驱动单元模拟输出端子1或2功率前馈补偿系数Pr3.10

电压控制器增益

默认参数电压控制器增益适合大多数应用情况。

直流母线瞬变值和电压控制器增益近似成比例。

确保增益在一定范围内，以免产生过大的电压纹波。用户指南提供了Kp的计算方法。负载瞬变：从电动状态转为发电状态直流母线电压瞬变

用于减小瞬变的直流母线电压效应。

电流环增益默认参数电流(Kp

Ki)控制器增益适合大多数应用情况。

用户指南中提供了计算相关值(K,Kc,andmH/相)的方法。比例增益Kp

对稳定性非常重要。

回馈系统总体输入电抗决定了

Kp

之值。

如果电源电感和所建议的回馈系统的电感相比占有一定的比例，则需要增加该比例增益。

对小功率驱动器而言，电源电感与回馈系统电感相比不是那么重要，但对大功率系统而言则很重要。Kp=KxL(Pr3.02)xKc

电源电感>60/Kc*mH

/相

功率因素校正

功率因素校正可通过调整无工电流水平（P4.08）