PULS普爾世的QTD20.241在變頻器中間直流總線中的應(yīng)用
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用于控制系統(tǒng)和其它應(yīng)用的電源傳統(tǒng)上都是直接由單相或三相電網(wǎng)供電的。然而，由于越來越多的變頻器以及伺服電機(jī)放大器的應(yīng)用，新的供電可能出現(xiàn)了：由變頻器的中間直流總線供電（圖1）。這種供電的優(yōu)點在于，可以利用運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)中儲存的、“免費(fèi)”的動能來為控制系統(tǒng)供電。如果這種可能成為現(xiàn)實，將大大提高電源相對電網(wǎng)波動的穩(wěn)健性，而不必使用需要經(jīng)常性維護(hù)的蓄電池緩沖系統(tǒng)。
圖1：由變頻器中間直流總線供電，不需交流電網(wǎng)供電
為了理解這種應(yīng)用，可以以吊車為例：當(dāng)?shù)踯噭倓傁蛏系跗鹭浳飼r，如果供電電網(wǎng)突然中斷，會發(fā)生什么呢？通常，控制系統(tǒng)必須備有蓄電池緩沖，從而使被吊起的貨物能夠被安全地降下來。而如果控制系統(tǒng)由中間直流總線供電，則吊車的電機(jī)在貨物被降下時會起到發(fā)電機(jī)的作用，保持住中間直流總線以及控制系統(tǒng)上的電壓。通過這種對執(zhí)行器和控制系統(tǒng)的強(qiáng)制同步，可以使系統(tǒng)設(shè)計更加簡單和安全。
那么，電源必須滿足哪些要求，才能適合由中間直流總線供電的應(yīng)用呢？有人可能會說，沒有什么要求，因為從基本原理推斷，開關(guān)電源總是在內(nèi)部對交流電整流，所以開關(guān)電源可以由交流和直流供電。而且，很多開關(guān)電源的產(chǎn)品說明中也會明確指出一定的直流輸入范圍，如450…750Vdc等。那么，為什么在實際中用普通開關(guān)電源直接連接到中間直流總線上會出現(xiàn)問題呢？
圖2：正極（藍(lán)色）和負(fù)極（綠色）對地電壓：超過800V
其中一個原因在于，中間直流總線上的電壓常常是帶有幾百伏對地幅值的高頻交流電壓（圖2）, 即所謂“共模噪聲”。標(biāo)識“直流電壓”實際上指的只是正負(fù)極間的電壓，而不是對地的，因為整個中間直流總線以相同的節(jié)奏對地來變動。這種效應(yīng)是因為變頻器中的快速開關(guān)(IGBT)通過電機(jī)和其它的電容以高頻周期性地將正負(fù)極與地相連（圖3）。
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