电动机四象限运行
电机四象限运行
电机四象限运行电机四象限运行1、什么是单象限和4象限？以电动机的转速为纵座标轴，以转矩为横座标轴建立的直角坐标系，用来描述电动机的四种运转状态，即正向电动，回馈发电制动，反接制动，以及反向电动四种运转状态。
每一种状态的机械特性曲线分别在直角坐标系的四个象限。
如果装置只能满足电动机的电动运转状态，那么它就是单象限的。
如果装置驱动在电动状态时，能够从电动状态进入第二象限运行，也能从电动状态进入第四象限运行，那么装置是四象限的。
单象限装置只能正向电动，或反向电动，不能从电动运行进入再生发电运行。
2、关于控制器的象限和电机的象限：单象限：能量只能单向流动。
四象限：能量可以双向流动。
电机和变频器都有自己的象限，不要搞混了。
*电机的单象限运行，指电机电动运行。
四象限指发电运行。
*变频器的单象限运行，指能量从电网进入变频器。
四象限指能量还可以回馈电网。
可能有这种情况：a.单象限运行的变频器带四象限运行的电机。
电机发电的能量提升了母线电压，或在制动单元消耗掉。
b.单象限的直流调速换向麻烦，需要改变励磁或电枢的正负来实现反转。
四象限的直流调速有两组整流桥，输出方向相反，正转时其中一组工作，反转时另一组工作。
需要注意的主要是换向的时间问题：对于单象限的调速器，当电机需要反转时，要加时间继电器。
无论是改变励磁方向还是改变电枢方向，都必须等待一段时间，就是说不允许工作中突然换向。
因为励磁线圈和电枢线圈通的都是直流电，需要时间来释放能量，如果换向太快将会把整流桥反向击穿。
而四象限的调速器不存在此问题，因为两组整流桥方向相反，当一组停止输出时，另一组正好可以给电机释放能量。
3、关于变频器和直流调速器的互换：从理论上讲，磁场矢量控制的交流电机变频装置，完全可替代直流调速系统，当然要实现4象限运行，IGBT和整流二极管都要反并联，以实现电流的反向。
电机也要求有速度反馈，如测速发电机或者码盘等，另外还要根据负载的特性，选择电动机的恒扭矩和恒功率的调速范围。
直流他励电动机四象限运行
直流电动机四象限机械特性测试一．实验目的本实验通过对直流电动机四象限机械特性的测试时学生对直流电动机的基本特性以及四象限工作状态有更深入的了解，进而掌握直流电动机的认为特性及其在调速国策和那个中的应用方式，同时锻炼学僧的分析问题解决问题能力和独立工作的能力。
二．实验内容测试直流电动机四个象限的机械特性，包括设备选择，拖动及负载电动机的选择，调速方式，参数调整，接线以及数据测试和曲线的绘制等。
三．实验要求1）第一象限固有特性电动状态测量4个稳定工作点2）第二象限回馈状态（电压可适当降低）测量4个稳定工作点3）第二象限电动势反接制动（最大电流设为1.5倍的In）测量3个工作点4）第二象限能耗制动（最大电流设1.5In)测量三个工作点，可以接反抗性负载5）第三象限反向电动状态（类同一象限）6）第四象限能耗制动测量4个稳定工作点7）第四象限倒拉反转测量4个稳定工作点8）要求写清实验步骤，并记录数据四．实验步骤1 第一象限的固有特性1.1 实验原理在电源电压U =Un，气隙磁通Ф=ФN，电枢外串电阻RΩ=0时，n =ƒ(T )的机械特性，其数学表达式为：特性表达式 T n TC C R C U n N T e a N e N ⋅-=Φ-Φ=β02机械转速N e N C U n Φ=0 斜率2N T e aC C R Φ=β空载1.2 实验步骤（１）按照实验接线图连接号电路，R1：电枢调节电阻（MEL-09）Rf ：磁场调节电阻（Ｍｅｌ－０９） Ｍ：直流并励电动机Ｍ０３ Ｇ：涡流测功机Ｕ１：可调直流稳压电源 Ｕ２：直流电机励磁电源Ｖ１：可调直流稳压电源自带电压表Ｖ２：直流电压表，量程为３６０ｖ档，位于ＭＥＬ－６（有的时候其实不用这个表，为了 实验的安全性和调速还是加上） Ａ：测电枢电流的安培表，ｍＡ：毫安表，位于直流电机励磁电源部（２）检查M ，G 之间是否用联轴器接好，电机导轨和MEL-13的连线是否接好，电动机励磁回路接线是否牢靠，仪表的量程，极性是否正确。
电机的四象限运行
1、什么是四象限运行？2、我们把电机的运行速度方向用一条数轴Y来表示，数轴的正方向代表正转的转数，反方向表示反转的转速；3、我们把电机的电磁转矩方向用一条数轴X来表示，数轴的正方向代表电磁转矩的正向和运动方向相同即电动状态，反方向表示电磁转矩的反向和运动方向相反即发电状态；4、将上面提到的2、3构成一个平面坐标系XOY，那么抽油机的电动机正常电动状态处在第一象限（正转、电动），发电制动运行在第二象限（正转、发电）；5、当然到底在第几象限，与2、3规定定义有关；6、电梯电动机由于正常状态就不断正、反转，上、下都有可能电动或发电，处于四象限运行状态，各个状态能量转换方向不同，控制方向不同；7、用四象限来描述电机运行状态，是一种方法；不具有其它任何意义；8、不用四象限的方法描述，而用大家熟悉的正、反转，电动、发电描述是一样，你习惯用什么方法描述都一样；并没有先进、落后的差别，只是方法不同而已！===================================================================== ==========单独对于电机来说，所谓四象限是指其运行机械特性曲线在数学轴上的四个象限都可运行。
第一象限正转电动状态，第二象限回馈制动状态，第三象限反转电动状态，第四象限反接制动状态。
能够具有使得电机工作在四象限的变频器才称得上四象限变频器。
在上个世纪80年代末，交流变频调速逐渐登上了工业传动调速方式的历史舞台。
变频调速在调速范围、调速精度、控制灵活、工作效率、使用方便等方面都有很大的优点，使变频调速成为最有发展前途的一种交流调速方式。
普通的变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流，然后采用IGBT 逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电控制交流电动机。
这种变频器只能工作在电动状态，所以称之为两象限变频器。
由于两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。
四象限变频器工作原理
四象限变频器工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII四象限变频器工作原理四象限把电机的运行速度方向用一条数轴X来表示，数轴的正方向代表正转的转速，反方向表示反转的转速；把电机的电磁转矩方向用一条数轴Y来表示，数轴的正方向代表正的电磁转矩，反方向表示负的电磁转矩；构成一个平面坐标系XOY，那么电动机正常电动状态处在第一象限（正转、电动），发电（制动）再生运行在第二象限（正转、发电）.电梯曳引电动机由于正常状态就不断正、反转，上、下行都有可能电动或发电，处于四象限运行状态，各个状态能量转换方向不同.用四象限来描述电机运行状态，和用熟悉的正、反转，电动、发电描述是一样的道理。
四象限变频器原理图单独对于电机来说，所谓四象限是指其运行机械特性曲线在数学轴上的四个象限都可运行。
第一象限正转电动状态，第二象限回馈制动状态，第三象限反转电动状态，第四象限反接制动状态。
能够具有使得电机工作在四象限的变频器才称得上四象限变频器。
在上个世纪80年代末，交流变频调速逐渐登上了工业传动调速方式的历史舞台。
变频调速在调速范围、调速精度、控制灵活、工作效率、使用方便等方面都有很大的优点，使变频调速成为最有发展前途的一种交流调速方式。
普通的变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流，然后采用IGBT 逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电控制交流电动机。
这种变频器只能工作在电动状态，所以称之为两象限变频器。
由于两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。
在一些电动机要回馈能量的应用中，比如电梯，提升，离心机系统，只能在两象限变频器上增加电阻制动单元。
将电动机回馈的能量消耗掉。
另外，在一些大功率的应用中，二极管整流桥对电网产生严重的谐波污染。
IGBT功率模块可以实现能量的双向流动，如果采用IGBT做整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲。
四象限直流电动机 ppt课件
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四象限直流电动机的发展与应用
直流电动机以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用， 但普通的直流电动机由于需要机械换相和电刷，可靠性差，需要经常维护； 换相时产生电磁干扰，噪声大，影响了直流电动机在控制系统中的进一步 应用。为了克服机械换相带来的缺点，以电子换相取代机械换相的无刷电 机应运而生。
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第三象限和第一象限过程相同，只不过电动转矩和旋转方向分 别相反。而第四象限和第二象限过程相同，也只不过是电动转矩和 旋转方向分别相反。
换向的时间问题
对于单象限的调速器，当电机需要反转时，要加时间继电器。 无论是改变励磁方向还是改变电枢方向，都必须等待一段时间，就 是说不允许工作中突然换向。因为励磁线圈和电枢线圈通的都是直 流电，需要时间来释放能量，如果换向太快将会把整流桥反向击穿。 而四象限的调速器不存在此问题，因为两组整流桥方向相反，当一 组停止输出时，另一组正好可以给电机释放能量。
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直流电动机
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上图是一台直流电机的最简单模型。N和S是一对固定的磁极， 可以是电磁铁，也可以是永久磁铁。磁极之间有一个可以转动的铁 质圆柱体，称为电枢铁心。铁心表面固定一个用绝缘导体构成的电 枢线圈abcd，线圈的两端分别接到相互绝缘的两个半圆形铜片(换 向片)上，它们的组合在一起称为换向器，在每个半圆铜片上又分 别放置一个固定不动而与之滑动接触的电刷A和B，线圈abcd通过 换向器和电刷接通外电路。
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上图是带位能负载下降时的回馈制动机械特性，电动机电动运行带动 位能性负载下降，在电磁转矩和负载转矩的共同驱动下，转速沿特性 曲线1逐渐升高，进入回馈制动后将稳定运行在a点上。需要指出的是， 此时电枢回路不允许串入电阻，否则将会稳定运行在很高转速的b点 上。
伺服无刷直流电机四象限运行控制问题综述
ＩＪ 引 置
无 刷 直 流 电 机 （Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ Ｍｏｔｏｒ，ＢＬＤＣＭ） 的运 行 有 很 多 优 势 ：动 态 响 应 较 好 ，控 制 简 单 ， 可靠 性高 ，在 多领域 有广 泛应 用 。特别 是 近些年 来 国 家 提 倡 研 究 新 能 源 汽 车 、 全 电 飞 机 、多 电飞 机 等 等 ，无 刷 直 流 电 机 的研 究 方 兴 未 艾 。和 直 流 有 刷 电 机 相 比 ，ＢＬＤＣＭ 没 有 机 械 换 向器 ，无 换 向 火花 ，具有较高 的效率 和 可靠 性 ¨Ｉ２ Ｊ。和 感应 电 机相 比 ，ＢＬＤＣＭ 效率较高 ，定转子绕组不 需要复 杂 的 矢 量 变 换 。和 永 磁 同 步 电机 相 比 ，ＢＬＤＣＭ 具 有 出力更大 ，动态性 能更 好 ，功 率密 度更 高 ，结 构及 控制方式更 简单 ３ Ｊ，调速 特性好 等特 点 。但 是也 有 其 不 足 之 处 Ｊ，由于 ＢＬＤＣ 大 ，起动转速 高 ，转 速调 整率 小 ，这些 因 素导致
１ 无刷直流 电机 四象 限运行拓扑
１．１ 降压 式功 率拓 扑 Ｒ．Ｋｒｉｓｈｎａｎ和 Ｐ．Ｖｉｊａｙｒａｇｈａｖａｎ提 出一 种 降 压
式 功率 拓 扑 ，如 图 １。该 拓 扑 由 四 个 功 率 开 关 管 和 四个 二极 管 组 成 。开 关 管 、二 极 管 Ｄ、 电感 Ｌ 和电容 ｃ组成降压 斩波 电路 ，使施 加在 电机 绕组 上 的 电 压 可 调 。 每 相 只 有 一 个 开 关 管 ，相 电 流 只 能单 向流 动。 是 降压 斩 波 电路 的输 出电压 ， 是母 线 电 压 。
了 ＢＬＤＣＭ 在 伺 服 控 制 领 域 应 用 较 少 一 。 目前 公 开 文 献 国 内 外 关 于 无 刷 电 机 四 象 限运 行 ，通 常 将 无 刷 电 机 的 电 动 运 行 和 发 电 运 行 分 开 研 究 ，很 多是 基 于 功 率 拓 扑 的 研 究 ，例 如 国 外 学 者 Ｒ． Ｋｒｉｓｈｎａｎ提 出 的 系 列 功 率 拓 扑 。本 文 主 要 对 四 象 限运 行 控 制 技 术 展 开 综 述 。
变频调速的四象限运行
变频调速的四象限运行张燕宾1 异步电动机的机械特性1.1 概述电力拖动系统就是电动机带动生产机械运动（大多数为旋转运动）的系统。
进一步说，则是电动机的电磁转矩克服了生产机械的阻转矩，把生产机械带动到一定转速的运行系统。
如图1所示，拖动系统主要由三大部分构成：图1 电力拖动系统的构成(1) 电动机是把电能转换成机械能的装置。
在拖动系统里，起原动机的作用。
(2) 生产机械是拖动系统的工作对象，如鼓风机、水泵、起重机械、机床等。
也是电动机的负载。
(3) 传动机构是把电动机输出的机械能传递给生产机械的装置。
在大多数情况下是一种减速装置，有时也能在一定范围内进行调速。
常见的传动机构如皮带、齿轮、联轴器等。
拖动系统的主要物理量是：(1) 转速n拖动系统的基本工况是由电动机带动生产机械以一定的速度运行。
因此，转速n是拖动系统的工作目的。
本文中，电动机输出轴上的转速用n M表示；生产机械输入轴上的转速用n L表示。
(2) 转矩T对于电动机，这是拖动系统得以转动的原因，是原动力。
由于电动机的转矩是由电流和磁场相互作用而产生的，故称为电磁转矩，用T M表示。
描绘转速n与转矩T之间的关系n=ƒ(T)是至关重要的，称之为机械特性。
在异步电动机内，电磁转矩的大小与电流和磁通量的乘积成正比：T M=K T I1Ф1cosö2 (1) 式中，K T为转矩常数；I1为定子电流；Ф1为每个磁极的磁通量；cosö2为转子电流的功率因数。
作为拖动生产机械的原动转矩，应该是电动机轴上的输出转矩。
是电磁转矩克服了电动机内部的磨擦损失和通风损失的结果。
但由于磨擦损失和通风损失都很小，为了简化分析的过程，常粗略地把异步电动机的电磁转矩直接看作是电动机轴上的输出转矩。
1.2 自然机械特性与速度变化电动机在没有人为地改变其参数时的机械特性，称为自然机械特性。
异步电动机的自然机械特性如图２所示。
其主要特征可由三个点来描述：图2 异步电动机的自然机械特性(1) 理想空载点（N0点）电动机输出轴上的转矩为0（T=0），称为理想空载。
电动机四象限运行
电机四象限运行1、什么是单象限和4象限？以电动机的转速为纵座标轴，以转矩为横座标轴建立的直角坐标系，用来描述电动机的四种运转状态，即正向电动，回馈发电制动，反接制动，以及反向电动四种运转状态。
每一种状态的机械特性曲线分别在直角坐标系的四个象限。
如果装置只能满足电动机的电动运转状态，那么它就是单象限的。
如果装置驱动在电动状态时，能够从电动状态进入第二象限运行，也能从电动状态进入第四象限运行，那么装置是四象限的。
单象限装置只能正向电动，或反向电动，不能从电动运行进入再生发电运行。
左半部是众所周知的可逆变频器原理图，各位同行一看便知。
而右半部分电机分别处于四象限运行的转矩方向和转速方向（也是旋转方向）图。
现简单分析如下：当电机通常是处于处于第一象限运行，我们称其为正转（顺时针反向）电动状态，电动机通过变频器以不同的转速从电网吸收电能，并将其转换为机械能。
电动机的电动转矩和旋转反向一致，也是顺时针方向。
负载机械转矩和电动机电动转矩相反，当电动转矩大于负载转矩时，电动机升速，当电动转矩等于负载转矩时，电机匀速运转。
当我们电机处于某一转速运行在第一象限运行时，当变频器的给定频率突然变小，不管变频器的减速参数如何设定，只要是频率下降减速度大于电动机带负载的惯性减速速率，那么电机由电动状态变为发电状态，它将机械动能通过逆变模块的续流二极管并由制动单元控制向制动电阻放电，将机械能通过制动电阻发热耗掉，这时电机运转方向仍为正转（顺时针），而电机的电动转矩方向和第一象限相反，也就是和转动方向相反（逆时针），电动机对机械负载起制动作用，使得电机运转减速度加快。
我们称其为发电能耗制动状态，如果具有回馈制动单元的话，它可以将机械能通过回馈制动单元向电网回馈。
第三象限和第一象限过程相同，只不过电动转矩和旋转方向分别相反。
而第四象限和第二象限过程相同，也只不过是电动转矩和旋转方向分别相反。
2、关于控制器的象限和电机的象限：单象限：能量只能单向流动。
电动机四象限运行
电机四象限运行1、什么是单象限和4象限？以电动机的转速为纵座标轴，以转矩为横座标轴建立的直角坐标系，用来描述电动机的四种运转状态，即正向电动，回馈发电制动，反接制动，以及反向电动四种运转状态。
每一种状态的机械特性曲线分别在直角坐标系的四个象限。
如果装置只能满足电动机的电动运转状态，那么它就是单象限的。
如果装置驱动在电动状态时，能够从电动状态进入第二象限运行，也能从电动状态进入第四象限运行,那么装置是四象限的。
单象限装置只能正向电动，或反向电动,不能从电动运行进入再生发电运行。
左半部是众所周知的可逆变频器原理图，各位同行一看便知。
而右半部分电机分别处于四象限运行的转矩方向和转速方向（也是旋转方向）图。
现简单分析如下:当电机通常是处于处于第一象限运行，我们称其为正转（顺时针反向）电动状态,电动机通过变频器以不同的转速从电网吸收电能，并将其转换为机械能。
电动机的电动转矩和旋转反向一致，也是顺时针方向。
负载机械转矩和电动机电动转矩相反,当电动转矩大于负载转矩时，电动机升速，当电动转矩等于负载转矩时，电机匀速运转。
当我们电机处于某一转速运行在第一象限运行时，当变频器的给定频率突然变小，不管变频器的减速参数如何设定，只要是频率下降减速度大于电动机带负载的惯性减速速率，那么电机由电动状态变为发电状态，它将机械动能通过逆变模块的续流二极管并由制动单元控制向制动电阻放电,将机械能通过制动电阻发热耗掉，这时电机运转方向仍为正转（顺时针),而电机的电动转矩方向和第一象限相反，也就是和转动方向相反（逆时针),电动机对机械负载起制动作用,使得电机运转减速度加快。
我们称其为发电能耗制动状态，如果具有回馈制动单元的话,它可以将机械能通过回馈制动单元向电网回馈。
第三象限和第一象限过程相同,只不过电动转矩和旋转方向分别相反。
而第四象限和第二象限过程相同,也只不过是电动转矩和旋转方向分别相反。
2、关于控制器的象限和电机的象限:单象限：能量只能单向流动。
【精品】直流他励电动机四象限运行
直流电动机四象限机械特性测试一．实验目的本实验通过对直流电动机四象限机械特性的测试时学生对直流电动机的基本特性以及四象限工作状态有更深入的了解，进而掌握直流电动机的认为特性及其在调速国策和那个中的应用方式,同时锻炼学僧的分析问题解决问题能力和独立工作的能力。
二．实验内容测试直流电动机四个象限的机械特性，包括设备选择，拖动及负载电动机的选择，调速方式，参数调整,接线以及数据测试和曲线的绘制等。
三．实验要求1）第一象限固有特性电动状态测量4个稳定工作点2）第二象限回馈状态（电压可适当降低）测量4个稳定工作点3）第二象限电动势反接制动（最大电流设为1.5倍的In)测量3个工作点4）第二象限能耗制动（最大电流设 1.5In）测量三个工作点,可以接反抗性负载5）第三象限反向电动状态（类同一象限）6）第四象限能耗制动测量4个稳定工作点7）第四象限倒拉反转测量4个稳定工作点要求写清实验步骤,并记录数据四．实验步骤1第一象限的固有特性1。
1实验原理在电源电压U=Un，气隙磁通Ф=ФN，电枢外串电阻RΩ=0时，n=ƒ(T)的机械特性，其数学表达式为：特性表达式TnTCCRCUnNTeaNeN⋅-=Φ-Φ=β2机械转速NeNCUnΦ=斜率2NTeaCCRΦ=β空载1。
2实验步骤（１）按照实验接线图连接号电路，R1：电枢调节电阻（MEL—09）Rf：磁场调节电阻（Ｍｅｌ－０９）Ｍ：直流并励电动机Ｍ０３Ｇ：涡流测功机Ｕ１：可调直流稳压电源Ｕ２：直流电机励磁电源Ｖ１：可调直流稳压电源自带电压表Ｖ２：直流电压表，量程为３６０ｖ档，位于ＭＥＬ－６(有的时候其实不用这个表,为了实验的安全性和调速还是加上）Ａ：测电枢电流的安培表，（２）ｍＡ:毫安表,位于直流电机励磁电源部（３）检查M，G之间是否用联轴器接好，电机导轨和MEL—13的连线是否接好,电动机励磁回路接线是否牢靠,仪表的量程，极性是否正确。
（４）将直流电枢调节电阻R1跳到最大,磁场调节电阻跳到最小，转矩设定器逆时针调到底。
四象限变频器工作原理
四象限变频器工作原理四象限把电机的运行速度方向用一条数轴X来表示，数轴的正方向代表正转的转速，反方向表示反转的转速；把电机的电磁转矩方向用一条数轴Y来表示，数轴的正方向代表正的电磁转矩，反方向表示负的电磁转矩；构成一个平面坐标系XOY，那么电动机正常电动状态处在第一象限（正转、电动），发电（制动）再生运行在第二象限（正转、发电）.电梯曳引电动机由于正常状态就不断正、反转，上、下行都有可能电动或发电，处于四象限运行状态，各个状态能量转换方向不同.用四象限来描述电机运行状态，和用熟悉的正、反转，电动、发电描述是一样的道理。
四象限变频器原理图单独对于电机来说，所谓四象限是指其运行机械特性曲线在数学轴上的四个象限都可运行。
第一象限正转电动状态，第二象限回馈制动状态，第三象限反转电动状态，第四象限反接制动状态。
能够具有使得电机工作在四象限的变频器才称得上四象限变频器。
在上个世纪80年代末，交流变频调速逐渐登上了工业传动调速方式的历史舞台。
变频调速在调速范围、调速精度、控制灵活、工作效率、使用方便等方面都有很大的优点，使变频调速成为最有发展前途的一种交流调速方式。
普通的变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流，然后采用IGBT逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电控制交流电动机。
这种变频器只能工作在电动状态，所以称之为两象限变频器。
由于两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。
在一些电动机要回馈能量的应用中，比如电梯，提升，离心机系统，只能在两象限变频器上增加电阻制动单元。
将电动机回馈的能量消耗掉。
另外，在一些大功率的应用中，二极管整流桥对电网产生严重的谐波污染。
IGBT功率模块可以实现能量的双向流动，如果采用IGBT做整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲。
一方面可以调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染，让变频器真正成为“绿色产品”。
什么是四象限变频器 四象限变频器的工作原理是什么 有哪些优点？
什么是四象限变频器四象限变频器的工作原理是什么有哪些优点？普通变频器大都采用二极管整流桥将交流电转换成直流，然后采用IGBT逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电控制交流电动机。
这种变频器只能工作在电动状态，所以称之为两象限变频器。
由于两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。
在一些电动机要回馈能量的应用中，比如电梯、提升机、离心机系统、抽油机等，只能在两象限变频器上增加电阻制动单元，将电动机回馈的能量消耗掉。
另外，二极管整流桥会对电网产生严重谐波污染。
IGBT功率模块可以实现能量的双向流动，如果采用IGBT做整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生SVPWM控制脉冲。
一方面可以调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染，让变频器真正成为“绿色产品”。
另一方面可以将电动机回馈产生的能量反送到电网，达到节能的效果。
单独对于电机来说，所谓四象限是指其运行机械特性曲线在数学轴上的四个象限都可运行。
第一象限正转电动状态，第二象限回馈制动状态，第三象限反转电动状态，第四象限反转制动状态。
能够具有使得电机工作在四象限的变频器才称得上四象限变频器。
简单的说，两象限普通变频器只能拖动电动机正转或者反转。
工作于一和三象限。
电动机惰走时的动能只能浪费掉。
（指电动机的制动）四象限变频器不仅能拖动电动机正反转，并且能把电动机惰走时的动能转换成电能回馈到电网。
使电动机工作在发电机状态。
多用于一些提升的场合。
四象限变频器满足各种工业应用需求，特别适用在起重提升设备等大惯量位能负载，设备的转动惯量GD较大，属反复短时连续工作制，从高速到低速的减速降幅较大，制动时间又较短，又要强力制动效果的场合或者需要长时重载电气制动的场合。
为了提高节电效果，减少制动过程的能量损耗，将减速能量回收反馈到电网，达到节能、环保的功效。
四象限变频器的典型应用是具有位势负载特性的场合，倒如掉升机，机车牵引，油田磕头机，离心机等。
四象限工作特性与原理PPT课件
Ke
K e
K e
✓ 电机的转矩方程为：
Te KT I AB
转矩大小由电枢电流 的大小决定，转矩方 向由电枢电流的方向
决定。
✓ 转矩方向与电机转向相同为电动状态，反之为制动状态
直流电机的四象限运行
四象限直流—直流变换器
T1
VS A
T2
D1 T3
D3
La Ra Ea B
I AB
D2 T4
D4
T1
D
TS
输出电流方向： 反向
电机运行于反向电动状 态，能量由直流输入电源 供向负载。
四象限直流—直流变换器
第四象限工作
工作模式：
升压（T4 D3构成Boost 升压变换器）
输出电压方向：
正向
VS A
A
La Ra Ea
iAB
D3
B
T4
输出电压大小：
Vs
1
1 D
VAB
VAB
输出电流方向： 反向
Байду номын сангаас
电机运行于反向制动状 态，能量由负载供向直 流输入电源。
四象限直流—直流变换器 第三、四象限运行等效电路
VS
T1
A
断 T3 La Ra Ea
B
D3
T2 通 IAB T4
D4
(c)第三 第四两象限变换电路
四象限直流—直流变换器
第三象限工作
工作模式：
降压（T3 D4构成 Buck降压变换器）
输出电压方向： 反向（VAB<0）
输出电压大小：
T
on
V V BA
-9章多级开关电路组合型电力电子变换电源的应用
STATCOM的基本原理
四象限运行电机及变频器简介
四象限运行电机：把电机的运行速度方向用一条数轴X来表示，数轴的正方向代表正转的转速，反方向表示反转的转速；把电机的电磁转矩方向用一条数轴Y来表示，数轴的正方向代表正的电磁转矩，反方向表示负的电磁转矩；构成一个平面坐标系XOY，对于电机来说，所谓四象限是指其运行机械特性曲线在数学轴上的四个象限都可运行。
第一象限正转电动状态，第二象限回馈制动状态，第三象限反转电动状态，第四象限反转制动状态。
能够具有使得电机工作在四象限的变频器才称得上四象限变频器。
简单的说，两象限普通变频器只能拖动电动机正转或者反转。
工作于一和三象限。
电动机惰走时的动能只能浪费掉。
（指电动机的制动）。
四象限变频器不仅能拖动电动机正反转，并且能把电动机惰走时的动能转换成电能回馈到电网。
使电动机工作在发电机状态。
四象限变频器：普通变频器大都采用二极管整流桥将交流电转换成直流，然后采用IGBT逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电控制交流电动机。
这种变频器只能工作在电动状态，所以称之为两象限变频器。
由于两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。
在一些电动机要回馈能量的应用中，比如电梯、提升机、离心机系统、抽油机等，只能在两象限变频器上增加电阻制动单元，将电动机回馈的能量消耗掉。
另外，二极管整流桥会对电网产生严重谐波污染。
IGBT功率模块可以实现能量的双向流动，如果采用IGBT做整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生SVPWM控制脉冲。
一方面可以调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染，让变频器真正成为“绿色产品”。
另一方面可以将电动机回馈产生的能量反送到电网，达到节能的效果。
四象限变频器传动方案：四象限变频器满足各种工业应用需求，特别适用在起重提升设备等大惯量位能负载，设备的转动惯量GD较大，属反复短时连续工作制，从高速到低速的减速降幅较大，制动时间又较短，又要强力制动效果的场合或者需要长时重载电气制动的场合。
什么是电机的四象限运行
什么是电机的四象限运行单独对于电机来说，所谓四象限是指其运行机械特性曲线在数学轴上的四个象限都可运行。
第一象限正转电动状态，第二象限回馈制动状态，第三象限反转电动状态，第四象限反接制动状态。
能够具有使得电机工作在四象限的变频器才称得上四象限变频器。
在上个世纪80年代末，交流变频调速逐渐登上了工业传动调速方式的历史舞台。
变频调速在调速范围、调速精度、控制灵活、工作效率、使用方便等方面都有很大的优点，使变频调速成为最有发展前途的一种交流调速方式。
普通的变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流，然后采用IGBT逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电控制交流电动机。
这种变频器只能工作在电动状态，所以称之为两象限变频器。
由于两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。
在一些电动机要回馈能量的应用中，比如电梯，提升，离心机系统，只能在两象限变频器上增加电阻制动单元。
将电动机回馈的能量消耗掉。
另外，在一些大功率的应用中，二极管整流桥对电网产生严重的谐波污染。
IGBT功率模块可以实现能量的双向流动，如果采用IGBT做整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲。
一方面可以调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染，让变频器真正成为“绿色产品”。
另一方面可以将电动机回馈产生的能量反送到电网，达到彻底的节能效果。
四象限变频器的典型应用是具有位势负载特性的场合，例如提升机，机车牵引，油田磕头机，离心机等。
在一些大功率的应用中，也需要四象限变频器以减小对电网的谐波污染。
以提升机的应用为例，当提升重物时，四象限变频器拖动电机克服重力做工，电动机处于电动状态。
当下放重物时，逆变侧产生励磁电流，重力牵引电机发电，电动机处于发电状态。
势能转化为电能通过整流侧回馈的电网。
四象限变频器工作原理图
四象限变频器工作原理图一、引言四象限变频器是工业控制领域中常用的一种电气设备，其在电动机控制中具有重要的作用。
本文将介绍四象限变频器的工作原理图及其基本工作原理。
二、四象限变频器的基本概念在电动机控制中，通常需要改变电机的转速以满足不同的工作需求。
四象限变频器是一种能够实现电机转速无级调节的电器设备，同时具有正转和反转功能。
三、四象限变频器工作原理图下面是四象限变频器的工作原理图：+------------------------+| || +-------+ || +----->| Power |-----+ || | +-------+ | || | | || | | || | | || | | || | | || | +-------+ | || +------| Inverter|<----+| +-------++--------Motors四、四象限变频器的工作原理四象限变频器主要由电源模块、逆变模块和控制模块组成。
电源模块提供适宜的电源给逆变模块，逆变模块将直流电转换成交流电，控制模块则控制逆变模块的输出频率和电压，从而实现电机的调速和正反转。
五、四象限变频器的应用领域四象限变频器广泛应用于电机控制系统中，如风电场、水泵控制、电梯系统等领域。
其优点在于可以实现精确的电机控制，提高系统效率，并降低能耗。
六、结论四象限变频器作为一种重要的电机控制设备，在工业生产中扮演着重要角色。
通过本文的介绍，读者可以对四象限变频器的工作原理有更深入的了解，并在实际应用中发挥其作用。
以上就是关于四象限变频器的工作原理图的介绍，希望对读者有所帮助。
笔者：暂不透露日期： 2022-12-01。
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电机四象限运行
1、什么是单象限和4象限？
以电动机的转速为纵座标轴，以转矩为横座标轴建立的直角坐标系，用来描述电动机的四种运转状态，即正向电动，回馈发电制动，反接制动，以及反向电动四种运转状态。
每一种状态的机械特性曲线分别在直角坐标系的四个象限。
如果装置只能满足电动机的电动运转状态，那么它就是单象限的。
如果装置驱动在电动状态时，能够从电动状态进入第二象限运行，也能从电动状态进入第四象限运行，那么装置是四象限的。
单象限装置只能正向电动，或反向电动，不能从电动运行进入再生发电运行。
2、关于控制器的象限和电机的象限：
单象限：能量只能单向流动。
四象限：能量可以双向流动。
电机和变频器都有自己的象限，不要搞混了。
*电机的单象限运行，指电机电动运行。
四象限指发电运行。
*变频器的单象限运行，指能量从电网进入变频器。
四象限指能量还可以回馈电网。
可能有这种情况：
a.单象限运行的变频器带四象限运行的电机。
电机发电的能量提升了母线电压，或在制动单元消耗掉。
b.单象限的直流调速换向麻烦，需要改变励磁或电枢的正负来实现反转。
四象限的直流调速有两组整流桥，输出方向相反，正转时其中一组工作，反转时另一组工作。
需要注意的主要是换向的时间问题：
对于单象限的调速器，当电机需要反转时，要加时间继电器。
无论是改变励磁方向还是改变电枢方向，都必须等待一段时间，就是说不允许工作中突然换向。
因为励磁线圈和电枢线圈通的都是直流电，需要时间来释放能量，如果换向太快将会把整流桥反向击穿。
而四象限的调速器不存在此问题，因为两组整流桥方向相反，当一组停止输出时，另一组正好可以给电机释放能量。
3、关于变频器和直流调速器的互换：
从理论上讲，磁场矢量控制的交流电机变频装置，完全可替代直流调速系统，当然要实现4象限运行，IGBT和整流二极管都要反并联，以实现电流的反向。
电机也要求有速度反馈，如测速发电机或者码盘等，另外还要根据负载的特性，选择电动机的恒扭矩和恒功率的调速范围。
4、怎样实现变频器的4象限驱动功能？
采用英国CT的Unidriver系列交流驱动器、还有ABB、西门子的变频器都可以实现四象限驱动功能。
使用时，电机要换成交流电机，同时，变频器要配能耗单元，有两种方式可选。
⑴采用制动单元+制动电阻，将电机反相时产生的方向再生电流消耗掉，否则易烧毁变频器或引起变频器跳闸。
⑵采用逆变器，将逆变器接在变频器的直流母线上，当产生方向再生电流时，变频器直流母线电压升高，通过逆变器将直流母线的直流高电压变成和交流电网同步的交流电，反
馈回电网，实现了节能作用。
该方式常用于多台大功率变频驱动。
5、关于直流电机传动设备的4象限运行：
开卷和收卷这样的恒功率负载,卷的半径小的时候，力臂短，扭矩小，电机的转速高；卷的半径大的时候，力臂长，扭矩大，电机的转速低，这样也能实现收放卷线速度的恒定，当然要检测卷的半径。
对于这样的恒功率负载，我认为应该选择基速（就是定子最高电压所对应的速度）较小的电机，更大的速度范围为弱磁升速，这样才能充分发挥电机的效能。
同样，交流异步电机的变频调速也有基速上下之分，只不过基速之下是变频变压（φ恒定）恒扭矩调速；基速之上为恒压升频（φ减小）恒功率调速.。