HITACHI日立变频器共直流母线解决方案
东方日立变频器故障
1)变频器充电起动电路故障通用变频器一般为电压型变频器，采用交—直—交工作方式，即是输入为交流电源，交流电压三相整流桥整流后变为直流电压，然后直流电压经三相桥式逆变电路变换为调压调频的三相交流电输出到负载。
当变频器刚上电时，由于直流侧的平波电容容量非常大，充电电流很大，通常采用一个起动电阻来限制充电电流，常见的变频起动两种电路，如图 1所示。
充电完成后，控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路，起动电路故障一般表现为起动电阻烧坏，变频器报警显示为直流母线电压故障，一般设计者在设计变频器的起动电路时，为了减少变频器的体积选择起动电阻，都选择小一些，电阻值在10～50Ω，功率为10～50W。
当变频器的交流输入电源频繁通时，或者旁路接触器的触点接触不良时，以及旁路晶闸管的导通阻值变大时，都会导致起动电阻烧坏。
如遇此情况，可购买同规格的电阻换之，同时必须找出引出电阻烧坏的原因。
如果故障是由输入侧电源频率开合引起的，必须消除这种现象才能将变频器投入使用；如果故障是由旁路继电器触点或旁路晶闸管引起，则必须更换这些器件。
2)变频器无故障显示，但不能高速运行我厂一台变频器状态正常，但调不到高速运行，经检查，变频器并无故障，参数设置正确，调速输入信号正常，上电运行时测试出现变频器直流母线电压只有 450V左右，正常值为580～600V，再测输入侧，发现缺了一相，故障原因是输入侧的一个空气开关的一相接触不良造成的，为什么变频器输入缺相不报警仍能在低频段工作呢?实际上变频器缺一相输入时，是可以工作的，多数变频器的母线电压下限为400V，即是当直流母线电压降至400V以下时，变频器才报告直流母线低电压故障。
当两相输入时，直流母线电压为380*1.2＝45 2V>400V。
当变频器不运行时，由于平波电容的作用，直流电压也可达到正常值，新型的变频器都是采用PWM控制技术，调压调频的工作在逆变桥完成，所以在低频段输入缺相仍可以正常工作，但因为输入电压低输出电压低，造成异步电机转矩低，频率上不去。
共用直流母线系统变频器及其应用
在同一电力拖动系统中的一个或多个传动，有时会发生从电动机端发电得到的能量反馈到传动的变频器中，这种现象叫做再生能量。
这种情况一般发生在电动机被拖着走时(也就是被一个远远高于设定值的速度拖动时)，或者是当传动电动机发生制动以提供足够的张力时(如放卷系统中的传动电动机)。
传统非四象限的PWM变频器并没有使再生能量反馈到电网(三相电源)的功能，变频器从电动机吸收的能量都会保存在电解电容中，最终导致变频器中的母线电压升高b对于一些单台以变频方式运行的设备，常对其变频器配备制动单元和制动电阻，当有再生能量时，变频器的控制系统就通过短时间接通电阻使再生能量以热方式消耗掉。
这种处理再生能量的方式要充分考虑制动时最大的电流容量、负载周期和消耗到制动电阻上的额定功率，就可以设计出合适的制动单元，并以连续的方式消耗电能，最终能够保持母线电压的平衡。
这种通过制动单元消耗再生能量的工作方式其实是一种浪费电能的方式。
对于一些成群组运行的生产设备(如离心机、化纤设备、造纸机、油田磕头机等)的电动机传动中，其再生能量的现象发生十分频繁.，且常发生在不同时刻。
对这样的系统设备，如果通过制动单元消耗再生能量的工作方式，则电能浪费将于分可观。
对此使用一种实用的通用变频器直流母线方案则可很好地解决再生能量发生十分频繁的现象，且节电将十分可观。
将多个通用变频器的直流母线互连，一个或多个电动机在不同时刻产生的再生能量就可以被其他电动机以电动的方式消耗吸收。
这是一种非常有效的工作方式，即使有多个部位的电机一直处于连续发电状态，也不用再去考虑其他的处理再生能量的方式。
1.专用型共用直流母线变频器系统专用型共用直流母线变频器系统如图3一49所示。
这种共用直流母线变频器系统是采用一台大容量的整流器为整个变频器系统提供直流，各逆变器分别驱动各自的设备。
由图3-49可看出，整流器一旦有故障，则整个共用直流母线变频器系统都要停止工作。
因此，在实际选用共用直流母线变频器系统时，要充分考虑生产设备的工艺、工序等问题，选用合适的、可靠性高的共用直流母线变频器系统。
1日立变频器介绍
1日立变频器介绍日立变频器是日立电机公司生产的一种用于调节电动机的运行速度和输出功率的电子设备。
它采用了先进的变频技术，可以实现电动机的无级调速，适用于各种不同的工业应用领域。
本文将介绍日立变频器的基本原理、工作方式、优点和应用领域。
日立变频器的基本原理是通过控制电源的频率来改变电动机的转速。
它以电源的交流电输入为基础，经过整流、滤波、逆变等处理，将交流电转换为直流电，然后再通过逆变器将直流电转换为可变频率的交流电。
这样，就可以改变电动机的转速和输出功率。
日立变频器的主要组成部分包括整流器、直流母线、逆变器和控制系统。
日立变频器的工作方式可以分为两种：开环控制和闭环控制。
开环控制是指变频器根据用户设置的频率进行输出，但无法实时检测电动机的转速和负载情况。
闭环控制则是在开环控制的基础上，加入了转速和负载的反馈信号，通过控制器对输出频率进行调整，以实现更精确的控制。
闭环控制在对转速和负载要求较高的应用中更为常见。
日立变频器具有多种优点，使其成为许多工业应用的首选。
首先，日立变频器可以实现无级调速，可以满足不同工况下的转速要求，提高生产效益。
其次，通过精确控制电动机的输出功率，可以降低能源消耗和运行成本。
同时，日立变频器还具有运行稳定、响应速度快、可靠性高等特点，可以提高设备的运行稳定性和可靠性。
日立变频器广泛应用于各个领域的工业应用中。
例如，它可以用于风机、泵、卷扬机、压缩机、注塑机等机械设备的调速控制。
在水处理、制药、矿山、钢铁等行业中，日立变频器可以实现对设备的精确控制，提高生产效率和质量。
此外，日立变频器还可以应用于电梯、起重机、电动汽车等领域，为各种交通和运输设备提供可靠的动力输出。
总的来说，日立变频器是一种先进的电子设备，通过调节电动机的转速和输出功率，可以满足各种工业应用的需求。
其无级调速、运行稳定、响应速度快等优点使其成为众多工业领域的首选。
随着科技的不断进步，日立变频器将继续发展，为工业自动化和智能化提供更多可能性。
共用直流母线的应用
实际使用中的共用直流母线变频器系统只有大致形式，即把直流侧连在一起，没有固定形式，因为，共用直流母线变频器系统中的变频器数量由群组设备数量决定，不同的群组设备形式选用不同的数量的通用变频器。
1.电气接线及平面布置1)主接线图3一51为通用变频器组态的共用直流母线变频器系统主接线，每台通用变频器与共用直流母线的连接均通过刀闸一熔断器(简称刀熔)和接触器。
其中，刀熔的作用有两个:一是能将通用变频器与共用直流母线变频器系统隔离.以便通用变频器故障时，单独停下来检修;二是可以对通用变频器或共用直流母线变频器系统进行一定的短路、过流方面的保护(不管短路、过流故障来自于哪一方)。
接触器是用来将完成充电的通用变频器投人到共用直流母线变频器系统，和在通用变频器发生故障时迅速将其退出共用直流母线变频器系统，以便其他通用变频器及共用直流母线变频器系统继续运行。
图3一51通用变频器组态的共用直流母线变频器系统主接线图3一51只示意出通用变频器组态的共用直流母线变频器系统最基本的主接线，在共用直流母线的方式下实际运行时，如果还需要更快刹车或紧急停止的状态，可考虑再加上公用的一定容量的制动单元和制动电阻，以便在非常时刻起作用。
如采用能量回馈装置就将直流母线上的多余能旦直接反馈到电网中，则可更加充分地提高共用直流母线变频器系统的节电率。
艾米克变频器文章来源：深圳市艾米克电气有限公司2)投切控制接线和事故音响接线图3-52(a)为通用变频器组态的共用直流母线变频器系统的通用变频器投切控图3一52共用直流母线变频器系统控制接线和事故音响接线(8)变频器组态共用直流母线控制;(b)变频器组态共用直流母线故障。
制接线，各通用变频器只有在无故障且充电完成后才能接人共用直流母线变频器系统。
图3一52(b)为通用变频器组态的共用直流母线变频器系统的事故音响接线，各通用变频器共用一套故障音响。
发生故障时会有音响和灯光同时报替，通过静音按钮可将故障音响静音，只保留故障灯光—直到故障解除。
变频器直流母线电路示意图分析
变频器直流母线电路示意图分析有关变频器直流母线电路的示意图，P、N直流母线电路示意图，变频器直流母线电路短路故障的现象与处理方法，整流和逆变电路中元件损坏造成的短路故障等。
变频器直流母线电路示意图变频器主电路的所有部件，都是直接并联(或者说是“挂在”)直流母线上的，如图1。
常规小功率机型，大致有A~E等6部分电路并接于P、N直流母线，中、大功率机型，只有直流制动电路，需在变频器外部接入。
A~E等6部分电路中的任一部分出现短路故障时，都会直接造成P、N端点的电阻变化。
同理，当测量其它无故障电路时，也会因故障电路的“牵连”，使正常电路(被无辜)表现出“短路”的故障现象。
因而在故障检修过程中，遇有这种现象，要沉思一下再动手，避免对无辜元件的大拆大卸——如对一体化功率模块的拆卸，有可能造成器件的损坏！图1 P、N直流母线电路示意图当开关电源电路中的开关管出现短路故障时，因开关变压器初级线圈的直流电阻值近于零，和电流采样电阻一般小于1Ω的原因，开关管的漏、源极相当于并联于P、N端，1、若此时用万用表的电阻挡直接检测P、N两点，会得到P、N之间存在直流短路的故障判断；2、检测整流管D1~D6的正、反向电阻值，是相等的，有可能得出整流模块不良的误判；3、检测U、V、W输出端与P、N端之间的正、反向电阻值，发现其正、反向电阻值也是相等的，都与正向电阻值接近，也易得出逆变模块损坏的误判；4、此时若凑巧是检测C1、C2电容的两端，则易得出C1~C5电容元件可能短路的误判。
曾有检修人员，接手变频器后，先下手检测U、V、W输出端与P、N端之间的正、反向电阻值，发现皆为较小的电阻值，且无正、反向特性，贸然拆下一体化模块化，才后悔莫及，一体化模块是好，原来仅为故障仅为开关管VT01短路，由此造成较大的经济损失。
这种低级错误，一时头脑发热，也是可能干得出来的。
如果细心一点，对挂于P、N直流母线的各部分电路，能有个大概认识，并细心分析检测结果，结合故障概率分析，当不难得出准确判断。
变频技术：共用直流母线技术
变频技术：共用直流母线技术变频技术: 共用直流母线共用直流母线分为两种: 共用直流均衡母线和共用直流回路母线。
共用直流均衡母线是将多台变频器的直流母线回路并联在一起（变频器本身设计有外接的直流母线输出端子），达到共用直流母线的方式。
每台变频器和共用直流母线之间可以加装电抗器、快速熔断器和接触器等，这一部分是变频器以外的部分，电气设计人员可以根据实际需要进行设计。
共用直流回路母线方式是将多台逆变器连接到同一个公共的直流回路上。
共用直流母线特点:1节能: 电机制动时回馈的能量可以被利用，所以比较节能，特别是对油田磕头机、起重机等升降设备而言更具有节能优势;2设备功率因素较高: 因电机能够回馈能量，无功功率损失小，所以设备功率因素较高，达95%以上;3瞬间停电不一定导致变频器跳闸停机: 这是因为一些设备在瞬间停电时可能正处于制动（发电、回馈能量状态），所以瞬间停电干扰对设备的影响就没有那么大4电网谐波较低: 共用直流母线平衡了变频器的直流母线电压，设备启动、停止时对电网的冲击也低;5可以急降速: 不存在制动电阻消耗能量，因为电机在停机时成了发电机，能量回馈到直流母线上了;6允许频繁起动操作: 因为有共用直流母线的存在，设备启动、停止时对电网和电气设备的冲击也减小了，因此允许频繁起动操作;7多台变频器不需相同的额定功率: 各电机也不需相同功率，但差别不要过大，最适合比例连动控制;8可以驱动三相永磁同步电机。
对于一般的系统集成商来说，采用的共用直流母线方式都是共用直流均衡母线方式。
因为这种方式对于设计人员来说更加方便：因为采用了成品变频器，就比较容易设计外围电路、功能强（变频器本身具有比较强的功能）、采购方便、安装/维修方便等。
对于专业制造厂家或其他场合而言，可能用到共用直流回路母线方式要多一些。
因为这种方式采用了1个整流器和多个逆变器，成本更低。
但功能相对较弱（单独的逆变器和变频器相比，功能终究要弱一些），而且采购、安装/维修可能也没那么方便。
变频器共用直流母线连接方法
变频器共用直流母线连接方法
变频器共用直流母线的连接方法主要有以下三种：
1. 并联连接：将两台变频器的直流母线正负极分别相连，实现两台变频器的并联输出。
这种连接方式简单明了，容错性好，且不会出现电压不平衡的情况。
但是并联连接需要保证两台变频器输出电压一致，否则会导致一台变频器输出功率过大，严重时甚至会导致设备损坏。
2. 串联连接：将两台变频器的直流母线正极相连，负极相隔离，以实现两台变频器的串联输出。
串联连接可以保证两台变频器输出电压一致，避免了并联连接中出现的电压不平衡问题。
但是串联连接需要保证两台变频器输出功率相等，否则会导致一台变频器输出电流过大，严重时同样会导致设备损坏。
3. 悬挂连接：将两台变频器的直流母线正负极相隔离，在输出端采用补偿电阻来平衡两台变频器的输出电压，并实现两台变频器的串联输出。
悬挂连接可以有效避免电压不平衡和输出功率不等的问题，并且相对于串联连接而言，不需要考虑输出功率匹配的问题。
但是悬挂连接需要选取适当的补偿电阻，以避免进一步导致电压不平衡或者过大的功率损耗。
在实际应用中，可以根据实际情况选择最合适的连接方式。
变频器共用直流母线的注意事项
变频器共用直流母线的注意事项
每台变频器的交流输入电源采用相应的空气开关，然后接入总空气开关，送电时必须先全部送完分开关，后送总开关，要不会出现意想不到的炸机现象。
a)如送好总闸后，一个小变频器分闸没有送电，各台通过直流母线显示正常，这时
送上，小机即炸整流，直流母线短路，引发系统炸机，后果非常严重。
这是因为小机变频器充电继电器以经吸合，峰值电压比直流平均电压高的太多，引起峰值电流严重过高，整流短路造成的。
b)如还有一台大的分闸没送，送总闸，小机会烧充电回路，启动电阻。
c)共用直流母线系统，各台小变频器与主变频器之间，各负极并联，正极最好接入
合适阻值与功率的电阻，这样任何情况下都不会因为直流母线而烧坏变频器。
电阻功率为小变频器功率的百分之十到二十，阻值大概为交流电源电压除以小变频器功率。
d)外部启动信号最好串接各变频器故障继电器的常闭触点，当有一台变频器出现故
障时，启动信号断开，全部停机；也可用各变频器故障继电器的常开触点，故障时去控制各变频器的多功能端子，此端子设为外部故障
派尼尔变频器技术部；陈工
2012-2-12。
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Application Note:Powering Inverters from a DC SupplyHitachi America, Ltd.© 2002 Hitachi America, Ltd.Powering Inverters from DCIt is possible to power inverters from a DC Power source, or to connect the DC Bus of multiple inverters together to achieve energy savings, since inverters in power driving mode can use power from those that are in regeneration mode.[1] Connection methodThere are several ways for DC bus connection of the inverters. (Examples of 3-phase 200V or 400V class inverter.)Ø Advantage and disadvantages of each connection method.ItemContentsAdvantageDisadvantageŒConnecting to + & - terminalŸ No concern for therectifier bridge diodes.Ÿ There will be no inrushcurrent limiting.•Connecting to AC inputs and - terminalŸ Integrated inrush currentlimiting circuit is used.Ÿ Rectifier bridge diodesof the main inverter may need to be up-sized.DC power Case 1 : Connected in parallel to a common DC busAC power Case 2 : Connected in parallel to an A-fed inverterAC powerCase 3 : AC & DC Connected togetherDC supply connection methodsŒ Connecting to + and - terminal• Connecting to AC inputs and - terminal[2] DC voltage to be suppliedSupplied DC voltage should be between the UV voltage and the OV voltage (or BRD ON level) of the inverter.Model name UV level BRD ON level OV level (regen.)OV level (source)J100200V class140Vac ~ 160Vac (V-SET) +137.5V 390Vdc ± 15Vdc 400V class280Vac ~ 320Vac (V-SET) +275V 780Vdc ± 30Vdc J300200V class140Vac ~ 160Vac (AVR set) +138V 369Vdc ~ 404Vdc 400V class280Vac ~ 320Vac (AVR set) +276V756Vdc ~ 827Vdc L100200V class190Vdc ± 10Vdc 395Vdc ± 20Vdc Aprx. 365Vdc for 100s 400V class395Vdc ± 20Vdc -790Vdc ± 40Vdc Aprx. 730Vdc for 100sSJ100200V class370Vdc +4%,-3%400V classSame as L100740Vdc +4%,-3%Same as L100Same as L100L300P 200V class200Vdc ± 10Vdc 395Vdc ± 10Vdc Aprx. 380Vdc for 60s 400V class400Vdc ± 20Vdc -790Vdc ± 20Vdc Aprx. 760Vdc for 60sSJ300200V class400V classSame as L300PAdjustable by[b096]Same as L300PSame as L300PØ If it is higher, inverter may trip with OV or BRD error.Ø If it is lower, inverter may trip with UV.[3] CautionsCase 1 : Connected parallel to a common DC netØ Take preventive measures to limit inrush current at power ON,since the integrated inrush current limiting circuit is not used.à Otherwise there will be a unexpected UV at net side or damage to the inverter caused by ∆V=di/dt.Ø Use DC chokes for each inverter to avoid interaction dueto surge and/or harmonics.à Otherwise there may be an unexpected failure of the inverter or other attached equipment.Ø Take preventive measures to ensure sufficient time between UVlevel and dead voltage of the DC/DC converter (*1) at power OFF. This is to allow ample time for EEPROM to store the existing data at power OFF. (∆t ; see below)à Otherwise there is a possibility of an EEPROM error at the next power ON.DC power supplyBig inrush current at Main power (AC)For Cases 2 & 3DC-DC conv.(internal 5V)EEPROM store periodDC bus voltage For Cases 1~3Case 2 : DC Bus connected n parallel to a single AC-fed inverterØ Pay attention to the selection of the main inverter(#1) because all the input current flows through the rectifier bridge of this inverter. (*2)Ø Need sufficient time for EEPROM to store the data.(Refer to Case 1)Ø Use DC choke. (Refer to Case 1)<Selection of the main inverter kW>(*2) Capacity of the main inverterRated current of the main inverter should be higher than;Ø Total rated current of the invertersandØ Possible highest total motor current [Example of 4 inverters in parallel]Ø INV#1~#4=SJ300-040HFx (8.6A rated)Ø i M1(max) = i M2(max) = i M3(max) = i M4(max) = 9.0ArmsIn this case, the total motor current under the possible worst case is higher than that of the inverters.Total inverter rated current = i 1 + i 2 + i 3 + i 4 = 8.6 * 4= 32.2 Arms Total motor current under possible worst case = i M1(max) + i M2(max) + i M3(max) + i M4(max)= 36Arms à Main inverter must therefore be SJ300-185HFx (38A) or larger. SJ300-220HFx is suggested to provide additional safety margin.Input current ∑=ni iAC power。