PLC智能信息处理的扶梯节能控制系统设计与开发(12)
4.1.1 共直流母线供电的传动系统原理
根据国内电网及SIEMENS公司变频调速器的要求，通常情况下共直流母线供电的传动系统如图4-1所示[24]。
（a） 整流单元简图
（b） 整流回馈单元简图
图4-1 共直流母线供电的传动系统简图[24]
从图4-1中可以看出，共直流母线供电的传动系统相比于由一台变频器控制一台电动机这种独立驱动的模式而言，去除了变频器中的整流单元，保留逆变单元，并把逆变单元接在同一条直流母线上，并由同一整流单元或整流回馈单元通过这条直流母线给各个逆变器供电[25]，来驱动电动机工作。一套完整的共直流母线传动系统包括：整流变压器、进线开关、进线接触器、电抗器、自耦变压器、进线快熔、整流回馈单元、逆变器等设备[24]。
公共直流母线上可以并上许多台电动机，并同时给它们供电，母线上的电动机可以处于电动和发电并存的状态。这就解决了电动机发电状态下的再生能量回收利用问题，可以供给其他电动机使用，带整流回馈单元的共直流母线供电系统则可以将再生能量反馈回电网。
4.1.2 基于共直流母线供电的自动扶梯节能传动系统设计
（1） 传动系统结构设计
共直流母线供电的传动系统的特点正好满足本课题对自动扶梯节能设计的要求。综合前面所分析的各项因素考虑，设计了自动扶梯传动系统的结构，此系统将给上下行扶梯统一供电，在保留现有变频调速节能技术优点的同时，还实现了扶梯制动时产生的电能和下行扶梯负载大时产生的电能通过直流母线分配给上行扶梯使用，同时也可将多余的电能通过整流回馈单元回馈到电网。具体接线如图4-2基于共直流母线供电的自动扶梯传动系统所示。
图4-2 基于共直流母线供电的自动扶梯传动系统
该系统由工频50HZ的电源供电，设置了两台由IGBT构成的整流回馈单元；保护装置:刀熔开关、接触器；滤波装置:电抗器；直流母线上并联了多台电动机设备，各带有逆变单元以及保护滤波装置，各电动机单独控制，独立运行，但具有能量上的联系。
（2） 系统各组成部件简介及其作用
（a） 供电电源进线处
刀熔开关：串联在电路进线处，起到短路保护和线路的过载保护。在正常情况下，可供不频繁地手动接通和断开正常负载电流与过载电流，在短路情况下，由熔断器分断电流。
交流接触器：主回路的电流是交流的，广泛用作电力的开断和电路的控制。它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开触点，而辅助接点带有两对具有常开和常闭功能的触点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。
本系统设置的刀熔开关和交流接触器是用作电路的短路和过载保护。当电路发生故障时，可及时切断外部电源，保护设备。当系统需要检修时，可断开电源，进行断电操作。对保护设备的操作步骤应该是断电时先断接触器再断开刀熔开关；上电时，先合上刀熔开关再合接触器。
整流回馈单元：将交流电变成直流电，起到整流的作用；也可将直流母线上多余的能量回馈给电网。本系统设置了两台由IGBT构成的整流回馈单元，可以同时工作，构成多脉波整流系统，提高产生的直流电的质量，可有效减少谐波。当然也可单独工作，当一条整流回馈线路故障时，可以启用另一条线路给直流母线供电，起到保障扶梯正常运行的备用电源的作用。
（b） 电动机控制部分
刀熔开关：起到隔离直流电的作用
直流接触器：主回路的电流是直流的，主要用在精密机床上的直流电机控制中。起到过流和过载故障的保护。