变频器基础课 第8讲｜一拖多、多电机运行、制动单元：常见接法与注意事项

【明扬工控商城 · 基础课程系列】 本讲讨论“一个变频器拖动多台电机”以及“多台变频器联动”两类常见工况，并附带制动单元使用与配置思路。重点在于：何时可行、如何保护、怎样调试安全。

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一、一拖多：概念与适用范围

所谓“一拖多”是指一台变频器驱动两台及以上的电机，电机共同工作（转速一致），常用于：

• 多风机并联运行（排风/送风系统）；
• 多台输送辊筒同步驱动；
• 多泵并联恒压供水（小功率为主）。

不推荐场合：

• 不同负载转矩差异大（如卷绕/提升类设备）；
• 各电机需独立启停/反转；
• 存在频繁启停或冲击负载。

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二、一拖多接线结构

1. 主回路并联连接

变频器输出端     电机1      电机2      电机3
U ───────────── U1
V ───────────── V1
W ───────────── W1
                 │          │
                 └──U2/V2/W2──┘→ 电机并联端子
PE ───────────── 各电机外壳接地（星形接地）

• 所有电机并联接在变频器输出端，方向保持一致；
• 电缆长度应尽量相同，防止电流分配不均；
• 总输出电缆过长时应加输出电抗器以降低干扰。

2. 电机功率配比

项目	说明	注意
总功率	各电机额定功率之和 ≤ 变频器额定输出功率 × 0.8	留20%裕量，防止合闸冲击
电流匹配	变频器额定电流 ≥ Σ电机额定电流 × 1.1	适当放大一档容量
启动方式	全部同时启停	不可带载分批启动，否则易过流
保护方式	每台电机装独立热继电器或电子保护	便于单机过载检测

3. 接地与电缆长度

• 各电机及变频器必须采用星形接地，禁止串接。
• 单台电机电缆长度 ≤ 50 m；总线过长时在变频器侧加共模电抗器。
• 多电机线缆应成束敷设，减少输出相位不平衡。

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三、一拖多的调试与保护要点

• 模式：V/F 控制模式优先，禁止使用矢量或伺服模式（因无独立电流环）。
• 电机参数：无需辨识，可按平均值设置电流、电压、频率。
• 过载保护：开启限流功能（120%~150%），并设置过流检测延时。
• 加减速时间：适当延长（5–15 s）防止群起冲击。
• 监控重点：每台电机电流平衡，若相差过大，调整线长或检查轴承阻力。

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四、多电机同步控制（多变频器联动）

若多台电机虽需同速运行但需单独启停（例如输送线分段、双电机卷绕），应采用多变频器联动控制。

常见同步方式：

1. 主从模拟同步：主机 AO 输出频率电压 → 从机 AI 输入；从机跟随主机。
2. 通讯同步：多台通过 RS-485 / Modbus 或 CANopen 网络，统一频率指令。
3. 脉冲同步：主机输出脉冲信号 → 从机接收；适合高速同步线体。

同步联动接线示意（模拟方式）

主变频器 AO1(0–10V) → 从变频器 AI1(0–10V)
主机 RUN 输出 → 从机 DI1 启停信号
COM 共地

要点与注意：

• 确保 AO/AI 接地一致；信号线使用屏蔽线并单端接地。
• 从机频率源设为 AI1，从机运行命令可设端子或通讯。
• 若需要反馈协调，可让从机 AO 回主机形成“监控闭环”。

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五、制动单元与制动电阻

1. 功能与原理

当负载惯量大或快速减速时，电机变为发电机，能量回灌母线电压升高；制动单元（Braking Unit）通过导通电阻消耗能量，防止过压。

2. 基本接法

DC+ ──┐
       ├── 制动单元(BU)
DC- ──┘
BU ─── 制动电阻(RB) ────┘

• 制动单元并接在直流母线上（DC+/DC-）。
• 电阻功率应 ≥ 吸收功率 × 持续时间；阻值由厂家推荐。
• 同一 DC 总线可挂多台 BU 并联。

3. 电阻选型经验公式

R = (Udc² × t) / (2 × P × ΔE)近似估算制动电阻阻值。 简化经验：阻值 = 20–40 Ω / kW，功率=变频器额定功率的 10–20 倍（W）。

4. 注意事项

• 电阻安装通风良好处，表面温度可达 300 °C。
• 制动电缆应采用耐高温线，固定牢靠。
• 减速时间不能低于 BU 响应时间，否则仍可能过压。

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六、典型应用案例

1. 三台风机并联一拖多

• 功率：3×7.5 kW；选 22 kW 变频器。
• V/F 模式；三台风机独立热继电器。
• 变频器输出并联接各电机端；加装输出电抗器。

2. 双输送线双变频同步

• 主线 AO1 输出 → 从线 AI1 输入，频率线性跟随。
• 启停信号并联；两机同速运行。
• 若需速度比控制，可在主机 AO 输出前插入比例调节器。

3. 起重/下放制动单元应用

• 5.5 kW 电机提升 → 减速下放时能量回馈显著。
• 配置 50 Ω / 2 kW 制动电阻 + 内置制动单元。
• 减速时间从 3 s 调至 8 s，OV 报警消失。

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七、工程师提示

1. 一拖多仅适用于转速相同负载；不同负载请用多变频或伺服。
2. 多电机系统必须独立热保护与电流监测。
3. 变频器选型应放宽 20%，保证电流裕量。
4. 通信同步比模拟更稳定，尤其在群控系统中。
5. 制动单元安装位置应远离易燃物，保持散热空间。
6. 在设计阶段考虑再生能量与减速时间匹配，避免后期频繁过压。

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下一讲预告：第9讲｜EMI 与接地：现场干扰、漏电流与屏蔽布线规范，将讲解如何让变频器“安静地”工作。

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