一、設計共直流母線方案的原因：

在同一個電力拖動系統中的一個或多個傳動有時會發生從電機端發電得到的能量反饋到傳動的變頻器中來，這種現象叫“再生能量”。這種情況一般發生在電機被拖著走的時候（也就是被一個遠遠高于設定值的速度拖動的時候），或者是當傳動電機發生制動以提供足夠的張力的時候（如放卷系統中的傳動電機）。

傳統意義上的PWM變頻器并沒有設計使再生能量反饋到三相電源的功能，因此所有變頻器從電機吸收的能量都會保存在電解電容中，最終導致變頻器中的母線電壓升高。如果變頻器配備制動單元和制動電阻，變頻器就可以通過短時間接通電阻，使電能以熱方式消耗掉。當然只要充分考慮到制動時最大的電流容量、負載周期和消耗到制動電阻上的額定功率就可以來設計合適的制動單元，并以連續的方式消耗電能，最終能夠保持母線電壓的平衡。這種制動單元的工作方式其實就是消耗能量的一種。可以設計既能保持母線電壓恒定，且能利用回饋能量的裝置，共直流母線可以實現這個功能。

二、目的和基本原理：

如果有多個傳動變頻器通過直流母線互連的話（連接方式見下圖一），一個或多個電機產生的再生能量就可以被其他電機以電動的方式消耗吸收了。節能效果顯著。這是一種非常有效的工作方式，即使有多個部位的電機一直處于連續發電狀態，也不用再去考慮其他的處理再生能量的方式。在這種方式下，如果還需要一個更快剎車或緊急停止的狀態的話，那就需要再加上一個一定容量的制動單元和制動電阻以便在非常時刻起作用。當然變頻器配置能量回饋裝置就可以充分地將直流母線上的多余能量直接反饋到電網中來。

說到共直流母線，得先了解變頻器整流逆變各個部分怎么工作：下圖一左半部分交直回路為不可控整流橋，采用電壓源控制方式;中間直流環節用大容量電容構成直流電壓源，當然直流母線兩側配置制動單元;右半部分為驅動控制逆變裝置。

三、共直流母線存在的問題及難點:

在實際的生產活動中，多臺變頻器聯機實現的生產裝配線，有的電機是處于電動狀態，需要消耗變頻器經整流橋提供的直流電源；有的電機處于發電狀態，比如放卷系統中的傳動電機，電梯下落減速過程等，那么回饋能量經逆變器回到母線上。那么把多臺變頻器直流母線并聯，回饋到母線上的能量會用到處在電動狀態的電機上，實現能量的充分利用。這個過程原理簡單，但是實現起來會遇到許多實際的問題和難點。

由下圖一A、B、C變頻器舉例：

三臺變頻器共直流母線，且變頻器功率大小不一樣。設Wa=75kW、Wb=30kW、Wc=1.5kW,此時A處于電動狀態，B、C處于發電狀態，此時B、C整流橋不用提供直流母線電源，且有回饋能量到A，A整流橋只需要提供部分電動能量不用75kW的電動能量。這樣系統可以完好的運行下去，沒什么影響。但是當B由于生產需要突然由發電狀態轉換成電動狀態時，此時不能保證B電源由B整流橋提供，B母線可能會從A、C母線得到電源，設若都從A得到電源，此時B處于電動狀態了，不提供A回饋能量了，A母線不僅得不到B提供的發電能量，還要提供B的電動能量，那么A的整流橋可能會超負荷運行，會導致嚴重的后果，甚至炸機。設若此時A、B能量都從C變頻器那里得到，這也是有可能的，那C機整流橋不可能承受的起這么大的負荷，炸機是肯定的。如果僅僅是C機和A機共直流母線，那么由A機整流橋完全可以提供A、C電動所需消耗的能量，因為C機的額定功率遠低于A機。

所以這里存在變頻器整流橋承受多大功耗的問題，但是一臺變頻器太大的整流橋安裝生產有難度

四、解決系統方案：

1、直流母線，多臺共直流母線變頻器由一個大功率整流橋提供直流母線電源，整流橋功率等級為所有電動電機功率之和，這樣就不存在整流橋超負荷運行炸機現象。存在缺點是整流橋功率太大生產實現有點困難。

2、R、S、T三相電輸入端加均衡電抗器共直流母線，那么多臺電機處在電動狀態的時候，不會由一臺變頻器提供直流母線能量，原因在于加在R、S、T三相電源輸入口的均衡電抗器電阻有大小，通過的電流也有大小，各變頻器實現各自供給直流母線能量，且在某些電機處在發電狀態時，充分利用回饋能量。難點是均衡電抗器配置成本。

3、變頻器直流母線端配置能量回饋裝置，就可以充分地將直流母線上的多余能量直接反饋到電網中來。

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