PLC智能信息处理的扶梯节能控制系统设计与开发(13)
这里设置刀熔开关和直流接触器起到直流线路故障的保护，同时隔离了逆变单元与直流母线。因为直流母线上并联了许多电机回路，当其中一台电机回路故障时，不可能切断总电源，使全部并联电机停机来保护设备，在这里单独设置可以起到电机的单独保护和独立检修作用。
（3） 主动前端（AFE）控制技术的整流/回馈单元
随着全控开关器件（如IGBT）的不断发展，带主动前端（AFE）控制技术的整流/回馈单元被研发，它由IGBT构成，虽然功能是实现交-直，但结构上与直-交的逆变器完全相同，都采用正弦脉宽调制技术（SPWM）。
（a） AFE的配置说明[26]
1、AFE适合几台逆变器接到共直流母线上。
2、所接的逆变器最大功率可以是AFE额定功率的四倍，从电网获得的有效功率总和不能超过其额定功率。
3、电网电压瞬时跌落，在升压过程中被桥接而不改变直流侧电压值，这样就可以运行在65%额定电压而不需要任何附加元件，条件是必须满足下列方程式
（4.1）
其中 为电网电压， 为电网电流最大值， 为直流电压， 为直流电流。
（b） AFE的特点[26]
1、其控制结构包括直流母线电压的电压调节器；提供变频器系统输入电流瞬时值指令模式信号的功率因数调节器；与电流模式信号成正比的控制输入电流的调节器；以及对变流器交流输入电压进行斩波控制的SPMW控制器。
2、采用自关断器件IGBT及进线电流控制技术，从而避免了电网侧故障而发生逆变颠覆的弊端，使AC－DC环节的可靠性大幅度提高。AFE为四象限运行的整流/回馈单元，由于采用SPWM方式，它在回馈运行时不必与自耦变压器配合。
3、功率因数可依据设定值或动态值控制改变, 功率因数可被参数设定在-0.8~1.0~+0.8的范围内, 可以导前也可以滞后。
4、谐波可被忽略, 其大小不受电网质量或负载轻重影响，总的谐波不超过1％。如图4-3不同技术条件下的电压谐波量对比所示。
5、不受电网波动的影响，能将直流母线电压保持在恒定的给定值上。AFE可以将弱电网上的低电压相应提高, 在电网电压瞬时下降到额定电压的65%时而平稳过渡，确保电机输出特性不受影响。AFE能进行准确选择，遇到能量回馈给弱电网而产生电压上升现象时也会毫无问题，弱电网问题已无足轻重。
6、AFE 变流器的直流母线电压至少大于所使用的交流电源电压的峰值整流值，以确保通过IGBT 开关的续流二极管的功率系统不再受控制[26]。
（a） 主动前端技术和6脉波情况下
（b） 主动前端技术、6脉波和12脉波情况下
（c） 主动前端技术
图4-3 不同技术条件下的电压谐波量对比[26]
鉴于本系统设计上的要求，这里选用西门子带主动前端（AFE）技术的整流/回馈单元，它可以实现整流和再生能量的回馈，可主动调节直流侧电压的大小等功能，完全满足本课题节能设计的要求。
4.1.3 基于共直流母线供电的自动扶梯节能传动系统的优缺点
相比于传统的变频调速的自动扶梯，采用共直流母线供电的扶梯传动系统有以下几方面的优势：
（1） 将多台上下行扶梯的变频控制系统用一条直流母线连接在一起，使得上下行扶梯实现了能量上的联系，可将下行扶梯重载运行时和扶梯制动时产生的再生能量供给上行扶梯使用，多余的能量还可以通过整流回馈单元回馈到电网。
（2） 采用集中供电方式，即多台电动机使用同一条母线上的电源，且此电源来自于同一个或两个整流电路。相比于独立驱动的扶梯，减少了给每台电动机单独整流供电时交-直环节上的能量损耗；不同电动机接在同一直流线上，使其直流供电电压一样，而且母线的容量更大，使得其直流环节的电压更稳定，提高了传动系统的抗干扰能力；节省了每个变频器前的进线保护设备、滤波设备、整流装置。