變頻驅動的大功率電機短路反饋電流是否計入母線短路電流

1樓：水牛

似乎有點比較專業，沒人答？我來簡單說說吧。

我們知道，在供電系統發生短路的時候，電動機定子中的磁場能量會回饋到電網，貢獻到峰值短路電流；同時電動機會變成發電機，產生能量回饋，貢獻到穩態短路電流，產生額外的短路電流。對於直接起動的這些電動機，其能量回饋就不再詳細說了。下面說說軟起動和變頻器。

首先看看簡單的軟起動。如下是乙個軟起動的一次原理圖：

其中的KM3，叫做旁路接觸器，在電動機起動完成後，旁路接觸器將吸合，把軟起動旁路掉。有些變頻器旁路接觸器內建，情況也一樣。

因此，可以看到使用軟起動的迴路，其在正常工作時，電動機是通過旁路接觸器直接連線到交流母線上的，因此可以看成和直接起動電動機一樣，會產生能量回饋，計算短路電流時應該把它們都算上。

也有一些軟起動器迴路，沒有旁路接觸器，這種也能工作，在交流母線短路時，交流輸入就沒了，此時軟起動會自由停機，但因為軟起動的內部半導體器件都是不可逆的，所以不會貢獻短路電流，計算短路電流時不需要考慮。但這種軟起動迴路迴路非常少見。

變頻器要看情況。我們知道，變頻器的原理是交流整流為直流，然後直流再逆變為交流，輸送到電動機上。在逆變的過程中，改變頻率，這樣就可以調整電動機轉速了。

也就是下面這個原理框圖：

在這個原理框圖中，我們可以發現，整流器是簡單的二極體，是不可逆的元件，因此電流是沒法從直流部分返回到交流端的。當然現代變頻器因為充電控制等，大多數產品中整流器都改成了可控整流，但仍然是不可逆的。

對這些變頻器，如果需要電動機制動，比如吊機下放重物，電動機可以通過逆變器將能量釋放到直流母線上，變頻器通過在直流母線上併聯乙個制動控制單元加制動電阻器，通過電阻來釋放能量。至於交流側母線短路，一般變頻器就直接停機，逆變器也不會導通，電機自由停機，能量甚至不會返回直流母線。

這樣當交流母線上發生短路時，計算短路電流時，也就不需要考慮變頻器這邊的影響了。

可是也有一些變頻器，採用了更高階的制動技術，就是能量回饋制動。這種變頻器的原理如下：

這種變頻器，增加了能量回饋單元，在制動時，直流母線上的能量可以通過回饋單元送回到電網。回饋單元實際就是乙個逆變器，直流再變回交流送回電網。

還有一些變頻器，直接採用了AFE有源前端等可逆整流器，就是把回饋單元和整流器合二為一了，正常執行時整流，制動時逆變，原理是類似的。

對這種變頻器，在交流母線上短路時，變頻器就有可能進行能量回饋（依賴於變頻器的功能設定，可能有回饋功能，但不配置短路時制動），從而貢獻短路電流。因此這部分變頻器的回饋電流是需要計算到短路電流中的。

因此，標準 IEC60909-0 （GB/T15544.1)《三相交流系統短路電流計算第一部分：電流計算》中，規定：

即僅有在短路時進行反饋制動的電動機，才需要計入對稱短路電流初始值和短路電流峰值。其他變頻器均不考慮。