具有四象限运行功能的高压变频器

四象限变频器技术介绍

四象限变频器技术介绍 关键字：变频器四象限变频器能量回馈电流谐波 信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享 四象限变频器一方面可以实现能量的双向流动，另一方面在大功率运行的时候，对电网的污染小。本文简单介绍了四象限变频器的工作原理及控制方法，并从实际应用的角度，给出四象限变频器各个部分的构成及作用。 1、引言 在上个世纪八十年代末，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，这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。 加能公司自2003年开始进行四象限变频器开发和研制工作。到目前已经形成380V, 660V两个系列各种功率等级的成熟的产品和技术，并广泛应用于起重、煤矿和油田领域。 2、四象限变频器的工作原理 2.1 四象限变频器的电路原理图如图1所示。 图1 四象限变频器的电路原理图 2.2 工作原理 当电机工作在电动状态的时候，整流控制单元的DSP产生6路高频的PWM脉冲控制整流侧的6个IGBT的开通和关断。IGBT的开通和关断与输入电抗器共同作用产生了与输入电压相位一致的正弦电流

高压变频器简介

高压变频器 基本信息 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展,高压大功率变频调速装置不断地成熟起来,原来一直难于解决的高压问题,近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。其应用的领域和范围也越来越为广范,这使得高效、合理地利用能源(尤其是电能成为了可能。电机是国民经济中主要的耗电大户,高压大功率的更为突出,而这些设备大部分都有节能的潜力。大力发展高压大功率变频调速技术,,将是时代赋予我们的一项神圣使命,而这一使命也将具有深远的意义。 高压大功率变频调速装置被广泛地应用于石油化工、市政供水、冶金钢铁、电力能源等行业的各种风机、水泵、压缩机、轧钢机等。 分类与结构 高压变频器的种类繁多,其分类方法也多种多样。按着中间环节有无直流部分,可分为交交变频器和交直交变频器;按着直流部分的性质,可分为电流型和电压型变频器;按着有无中间低压回路,可分为高高变频器和高低高变频器;按着输出电平数,可分为两电平、三电平、五电平及多电平变频器;按着电压等级和用途,可分为通用变频器和高压变频器;按着嵌位方式,可分为二极管嵌位型和电容嵌位型变频器等等。 分类 低压型变频器 产品定义电压等级低于690V的可调输出频率交流电机驱动装置,就归类为低压变频器(如下图。目前,随着低压变频器技术的不断成熟,低压变频的应用场合决定了它不同的分类。单

从技术角度来看,低压变频器的控制方式也在一定程度上表明了它的技术流派。 正弦脉宽调制(SPWM其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特 性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到 广泛应用。 电压空间矢量(SVPWM它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近 电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多 边形逼近圆的方式进行控制的。 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、 Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再 通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、 It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流,然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。 直接转矩控制(DTC方式该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。

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。

四象限西门子_ABB变频器说明书

目录 第一章产品基本信息介绍 (03) 第二章设计原则及依据 (05) 第三章电控系统技术说明 (07) 第四章变频器参数设定 (16) 第五章操作流程 (18) 第六章故障和报警 (19) 第七章元件清单 (22) 第八章原理接线图 (23)

第一章产品基本信息介绍1.1概述 BPJ7系列矿用隔爆兼本质安全型交流变频器是一种集真空磁力起动器、数字式变频调速装置及相关的散热技术为一体的高新技术产品。该产品适用于交流50Hz、额定电压660V的异步电动机重负荷软起动、软停车和运行过程控制，具有起动电流小、起动速度平稳、起动性能可靠、对电网冲击小等优点，其起动曲线有“S”型和线性二种。该曲线可根据现场实际工况进行调整，从而减少起动时对设备的动张力。此外，变频器具有在线控制功能，可根据电机的负荷变化，调整电机工作电源电压和频率，从而达到所需转矩。具有明显的节能效应，可实现经济运行。随着煤矿自动化程度的不断提高，变频器正以其节能、高效、安全、可靠的特点，逐渐成为今后煤矿电机设备调速控制的发展方向，并得以广泛的应用。 本产品主要用于煤矿井下或露天矿山、港口码头、选煤厂、发电厂等大负荷恶劣环境中运输设备的软起动、软停车和运行过程控制，即用于煤矿井下绞车提升机、刮板运输机、给煤机、风机、局扇、水泵及油泵等设备的调速控制。 1.2产品型号 主要规格参数： a）输入电压： AC660V，50/60Hz，75%Ue～110% Ue，电网不平衡度：最大为电网线电压的±3%。 b）输出电压：电压随频率呈线性变化。 c）额定功率：15～315kW，功率因素：0.97（额定负载下）；频率分辨率：0.01Hz。 d）额定电流：660VAC，18～377A；额定过载电流：150%额定电流1min。 e）起动频率：0.5～60Hz 可调设定，频率分辨率：0.01Hz。 f）工作制：连续工作制或短期工作制。 g）本安电源：输入电压127V，本安输出最高开路电压：24.2VDC；本安输出最大电流：0.5A； h）冷却方式：热管风冷却。 1.3型式 防爆型式：隔爆兼本质安全型Exd[ib]I。 控制型式：恒转矩型、变转矩型、四象限矢量控制型。

四象限变频器及普通能量回馈单元介绍

四象限变频器及普通能量回馈单元介绍 一、四象限变频器简要介绍 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。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。 为了使变频器能工作在发电状态，将制动的能量回馈至电网，降低能耗，实现四象限运行，通常有两种做法： 1、给变频器配一个或多个能量回馈单元，能量回馈单元可并联，可将能量回馈至电网，但对母线电压及谐波和功率因素无法自动调整，这种方式成本低，一定程度上可降低能耗，但效果相对较低，对变频器运行基本无优化和保护功能； 2、给变频器配一个有源前端，就是常说的AFE，可实现可控整流及能量回馈，母线电压可调，功率因数可调，可有效降低谐波，一定范围内基本可忽略母线电压波动带来的影响，这种方式效果较好，但成本相对较高，通常用在功率因素要求较高或需频繁制动的场合，如：电梯、矿井提升下放、起重升降等。二、能量回馈单元介绍 工作原理框图如下： 能量回馈单元没有DSP处理器，所有控制由硬件完成，逆变功率部分采用IGBT，实际应用时电气连接图如下：

R T S 能量回馈单元 回馈单元是将电机制动时产生并输入到变频器母线的能量逆变生成与电网同步同相位的交流正弦波，把电能回馈给电网。特点如下： 1、能量只能从变频器直流母线流向电网，单向不可逆； 2、所有控制功能由硬件完成，无DSP ，因此功能单一，除回馈能量外无其他功能； 3、与变频器主回路分开，各走各的，除了将变频器母线多余能量回馈至电网外，对变频器运行无其他优化功能。 4、能量回馈单元可并联，各自独立工作，如下图：

高压变频器

高压变频器（不介绍单象限内容） 产品介绍：GBP系列高压变频调速装置是焦作华飞电子电器股份有限公司应用现代电力电子技术、电力拖动技术及计算机控制技术等科研成果，结合市场需求，全自主研发设计的新一代高效节能变频装置。其设计采用了先进的串联叠波技术、单相桥式逆变技术、光纤传送技术、工频回馈技术、低电感母排技术等等，实现了完美的输入、输出特性，对外部电网和负载电机无污染、无绝缘损害，具备高效、可靠、节能的特点，是业界独特优秀的“绿色变频”装置。 应用范围：GBP系列高压变频器主要应用在工业领域，其中在冶金、煤炭、石油、化工、发电、热力、供水等行业有着广泛的应用。 使用环境：室内无腐蚀、爆炸性气体；最高环境温度为40℃时,空气中相对湿度不超过50%；温度为20℃时,空气中相对湿度不超过95%；防护等级：IP20；海拔1000米以下（超1000米需降容使用）。 原理及构成：GBP系列高压变频器是一种串联叠加型交-直-交直接高压输出变频器，即采用多台H桥逆变器串联连接，输出多电平、可变频变压的高压交流电。变频器本身由变压器柜、功率柜、控制柜三部分组成。 独特优势： 1、高质量电源输入：输入侧隔离变压器的二次线圈经过移相，为功率单元提供电源， 消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流，大大抑制了网侧谐波（尤其是低 次谐波）的产生。高压变频器引起的电网谐波电压和谐波电流，符合标准IEEE Std 519-1992，以及GB/T 14549-93对谐波含量的要求，能保护其他设备免受谐波干扰，同时能防止与其他调速装置发生串扰。 2、几近完美的正弦波输出电压：GBP系列高压变频器采用功率单元串联、脉宽调制叠

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。 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

单象限和四象限

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： 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。 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

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。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。

高压变频器原理

1 高压变频器中，什么是高高方式？什么是高－低－高方式？ 答：高高方式高压变频器是指变频器直接使用高压电源作为输入，且直接输出高压供高压电机使用（输入输出不需要升降压变压器）。高高方式主要用在大功率高压电机变频调速节能场合。 高低高方式变频器是高压电源经降压变压器降压后，用低压变频器进行变频控制，再用升压变压器把电压升到所需电压，供高压电机使用，高低高方式主要用在小功率高压电机变频调速节能场合。 2 高压变频器中，什么是交－直－交方式？什么是交－交方式？ 答：无论是电流源型还是电压源型变频器，其原理都是将电网交流电经全波整流电路整流成直流电。然后又经逆变电路“逆变”成频率和电压均可调的三相交流电作为三相异步电动机的变频电源。可见，在变频器的输入和输出之间，经历了“交流原直流原交流”的过程，故称为“交原直原交”变频。 如图1 所示，交原交方式变频器主要分为晶闸管交原交变频器和矩阵式变换器两种，其特征是将交流电源不经过整流环节，而是直接通过控制开关器件的导通和关断来获取频率可变的交流电压，中间没有直流环节，所以成为交原交方式。 3 什么是电压源型变频器？什么是电流源型变频器？各有哪些优缺点？ 答：根据直流电路中滤波方式的不同，变频器被分为电压源型和电流源型两种，如图2 所示。 1）电压源型变频器直流电路采用电容器滤波。在波峰（电压较高）时，由电容器储存电能场，在波谷（电压较低）时，电容器将释放电场能来进行补充，从而使直流电压保持平稳。直流电路是一个电压源，故称为电压源型。其特点是： （1）直流侧并联大电容，相当于电压源。直流电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。 （2）由于直流电压源的箝位作用，交流侧输出的电压波形为矩形波，并且与阻抗角无关。而交流侧输出的电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

17_直流无刷电机的四象限运行

No.17 直流无刷电机的四象限运行 1 直流无刷电机运行的特点 （1）输出转矩的极性取决于相位而不取决于相序 直流无刷电机输出转矩的极性取决于转矩指令的极性。正转矩指令时输出与电机正方向相同的正转矩，负转矩指令时，三相电流翻转180°，输出与电机正方向相反的负转矩。 ●正转矩指令时： 三相绕组的转矩常数为（绕组相序为ACB）： KT A=KT Phase2Sin(θ) KT B=KT Phase2Sin(θ-240) KT C=KT Phase2Sin(θ-120) 三相定子电流： I A=I Peak2Sin(θ) I B=I Peak2Sin(θ-240) I C=I Peak2Sin(θ-120) 三相绕组产生的转矩： T A=KT A2I A=KT Phase2I Peak2Sin2(θ) T B=KT B2I B=KT Phase2I Peak2Sin2(θ-240) T C=KT C2I C=KT Phase2I Peak2Sin2(θ-120) 电动机产生的总的转矩：等于三相绕组产生的转矩之和 Tm= T A + T B + T C Tm= KT Phase2I Peak2[ Sin2(θ)+ Sin2(θ-240)+ Sin2(θ-120)] Tm= KT Phase2I Peak21/22[1-Cos(2θ)+ 1-Cos(2θ-240)+ 1-Cos(2θ-120)] Tm=3/22KT Phase2I Peak ●负转矩指令时：三相电流翻转180° 三相定子电流（相序为ACB）： I A=I Peak2Sin(θ-180) = -I Peak2Sin(θ) I B=I Peak2Sin(θ-240-180) = -I Peak2Sin(θ-240) I C=I Peak2Sin(θ-120-180) = -I Peak2Sin(θ-120) 三相绕组产生的转矩： T A=KT A2I A= -KT Phase2I Peak2Sin2(θ) T B=KT B2I B= -KT Phase2I Peak2Sin2(θ-240) T C=KT C2I C= -KT Phase2I Peak2Sin2(θ-120) 电动机产生的总的转矩：等于三相绕组产生的转矩之和 Tm= T A + T B + T C Tm= -KT Phase2I Peak2[ Sin2(θ)+ Sin2(θ-240)+ Sin2(θ-120)] Tm= -KT Phase2I Peak21/22[1-Cos(2θ)+ 1-Cos(2θ-240)+ 1-Cos(2θ-120)] Tm= -3/22KT Phase2I Peak 输出转矩的极性与正转矩指令时相反，但三相电流的相序没有改变。 （2）相序取决于电机旋转方向而不取决于转矩指令的极性 ●三相定子绕组的相序规定为按电机正方向旋转的相序，称为正相序 ●电机正方向旋转时，反馈计数为加计数，三相电流的相序为正相序 ●电机负方向旋转时，反馈计数为减计数，三相电流的相序为负相序

四象限变频器

1引言 随着我国煤矿采掘机械化水平的提高，大量的新技术、新装备不断投人到煤炭生产当中，使煤矿生产能力和技术装备得到长足发展。我国从20世纪70年代分别引进了德国Eiekhoff公司，美国Joy公司的直流电牵引采煤机。伴随电子技术的发展，从20世纪80年代后期出现了交流电牵引采煤机。交流电牵引采煤机具有控制灵活、操作方便、监控完善等优点，以前交流电牵引机型主要采用一拖二(一台变频器拖动两台电机)的方式，这种方式存在的主要问题是： (1)电控系统的监控功能差：变频器对牵引电机的运行参数难以准确检测，控制和保护性能无法完全发挥； (2)调速系统的可靠性差； (3)难以实现四象限(Ⅰ、Ⅲ象限为电动运转状态，Ⅱ、Ⅳ象限为制动运转状态)运行，使采煤机不能适应较大倾角煤层开采的需要。 要解决这些问题，提高四象限变频调速电牵引采煤机的性能是当今采煤机技术研究的热点。 2控制要求 根据煤矿操作的具体特点，电牵引采煤机应具有以下功能： (1)自动与手动运行：自动运行为正常运行方式；手动运行是指在可编程序控制器出现故障的情况下由手动完成采煤机的各种操作。 (2)单牵引方式：采煤机为一拖一(一台变频器拖动一台电机)设计，当主变频器出现故障时需要从变频器牵引采煤机工作。 (3)对运行过程监控：采煤机运行时，要求对其进行可靠的实时监控，包括牵引状态、变频器运行参数、截割电机温度和电流等。 (4)通信功能：通过通信完成对变频器的控制。 (5)系统故障监测、报警、处理：采煤机运行时若发生故障，如出现变频器过流、过压及牵引电机故障等时能自动监测故障位置，并能按事先设定的故障级别进行处理，同时报警。 3系统组成 本电控系统的主要由主／从变频器、可编程序控制器(PLC)、FX2N-8AD模／

四象限变频器技术介绍

四象限变频器技术介绍 中心议题： ?四象限变频器的工作原理 ?四象限变频器的系统构成 ?四象限变频器的整流部分系统控制方案 解决方案： ?由交流接触器、功率电阻组成及相应的控制回路 ?整流侧和逆变侧IGBT、隔离驱动、电流检测以及各种保护监测功能 ?降低输出dv/dt，对电机起到一定的保护作用 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，这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。 吉纳电机自2001年开始进行四象限变频器开发和研制工作。到目前已经形成380V、660V 两个系列功率等级的成熟的产品和技术，并广泛应用于煤矿和油田领域。 四象限变频器的工作原理 四象限变频器的电路原理图如图1所示。 1 工作原理 当电机工作在电动状态的时候，整流控制单元的DSP产生6路高频的PWM 脉冲控制整流侧的6个IGBT的开通和关断。IGBT的开通和关断与输入电抗器共同作用产生了与输入电压相位一致的正弦电流波形，这样就消除了二极管整流桥产生的6K±1谐波。功率因数高达99%。消除了对电网的谐波污染。

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。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。

四象限矢量变频器的能量回馈制动原理

采用了电流追踪型PWM整流器组成方式，这样就容易实现功率的双向流动，且具有很快的动态响应速度，同时这样的拓扑结构使得我们能够完全控制交流侧和直流侧之间的无功和有功功率的交换，且效率可高达97%，经济效益较大，热损耗为能耗制动的1%，同时不污染电网。所以，回馈制动特别适用于需要频繁制动的场合，电动机的功率也较大，这样节电效果明显，按运行的工况条件不同，平均约有20%的节电效果。 四象限矢量变频器的能量回馈制动的特点 （1）可广泛应用于PWM交流传动的能量回馈制动场合的节能运行。 （2）回馈效率高，可达97%，热损小，仅为能耗的1%。 （3）功率因数约等于1. （4）谐波电流较小，对电网的污染很小，具有绿色环保的特点。 （5）节省投资，易于控制电源侧的谐波和无功分量。 （6）在多电机传动中，每一单机的再生能量可以得到充分利用。 （7）具有较大的节电效果（与电动机的功率大小及运行工况有关） （8）当车间由共用直流母线为多台设备供电时，回馈制动的能量可直接返回直流母线，供给其它设备使用。经过核算可以节省回馈逆变器容量，甚至可以不用回馈逆变器。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解台达变频器、三菱变频器、西门子变频器、安川变频器、艾默生变频器的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.wendangku.net/doc/878517197.html,/

变频调速技术简介

变频调速技术简介 [摘要] 本文描述了变频调速技术的发展状况，工作原理，阐述了变频调速技术的应用及一般故障检测。 [关键词] 变频调速节能降耗故障检测 近年来，交流变频调速技术越来越普遍应用，是现代电力传动技术重要发展方向，随着电力电子技术，微电子技术和现代控制理论在交流调速系统中的应用，交流变频调速已逐渐取代了过去的滑差调速，变极调速，直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于工业生产和日常生活的许多领域，采用变频调速技术是当前提高企业经济性的重要技术手段。变频技术是满足交流电机的无级调速的需要而诞生的。所谓变频，就是改变电源频率，通过对电流的转换实现电动机运转频率的调节，这种技术的核心是变频器，把电网频率改为可变化的频率，同时还可以将电源电压范围扩大，例如频率由50Hz变为30Hz_130Hz，电源电压142V ——270。 变频器的工作原理是工频电源通过整流器后输出固定的直流电压，在经过大功率晶体管MOSFET或IGBT组成的高频变换器，将直流电压逆变成电压、频率可控的交流输出，电源输出波形近似于正弦波，用于驱动交流异步电动机，实现无级调速或再进行可控整流，得到可调的直流电压，实现特制的直流电机无级调速，变频技术的应用在我国有了一定的发展，并取得了良好的效果，但与发达国家的水平仍有很大差距。目前，我国已有6%的交流电动机使用变频调速技术，而工业发达国家已达60%至70%；日本在水泵、风机上变频调速的采用率已10%，而我国还不足0.01%。 20世纪70年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。在采用变频调速时，需从工艺要求、节约效益、投资回收期等各方面考虑。如果仅从工艺要求、节约效益考虑，下面几种情况选用变频调速较有利： 根据工艺要求，生产线或单台设备需要按程序或按要求调整电机速度的。如：包装机传送系统，根据不同品种的产品，需要改变系统传送速度，使用变频调速可使调速控制系统结构简单，控制准确，并易于实现程序控制。 用变频调速代替机械变速。如：机床，不仅可以省去复杂的齿轮变速箱，还能提高精度、满足程序控制要求。 用变频调速代替用闸门或挡板调整流量适于风机、水泵、压缩机等。例如：

四象限工作变频器

四象限工作变频器 1、引言 在上个世纪八十年代末，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，这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。 加能公司自2003年开始进行四象限变频器开发和研制工作。到目前已经形成380V, 660V两个系列各种功率等级的成熟的产品和技术，并广泛应用于起重、煤矿和油田领域。 2、四象限变频器的工作原理 2.1 四象限变频器的电路原理图如图1所示。 图1 四象限变频器的电路原理图 2.2 工作原理 当电机工作在电动状态的时候，整流控制单元的DSP产生6路高频的PWM脉冲控制整流侧的6个IGBT的开通和关断。IGBT的开通和关断与输入电抗器共同作用产生了与输入电压相位一致的正弦电流波形，这样就消除了二极管整流桥产生的6K±1谐波。功率因数高达99%。

四象限变频器

四象限变频器简介 四象限变频器传动方案 简介 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，若果采用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。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 四象限矢量变频器与现在市场上主流的“四象限”变频器（整流+回馈单元）的方案主要优缺点比较如下： 特征整流+回馈单元四象限矢量变频器 运行模式非调节调节，线电流正弦 电源波动有影响自动补偿 能量回馈可以可以 谐波高可忽略 变频器整流故障有换相故障，易于烧熔断器无 过载能力 1.36倍额定输出电流60s 1.5倍额定输出电流60s

国内外高压变频器的发展现状及发展趋势

国内外高压变频器的发展现状及发展趋势国产高压变频器的发展现状 目前，在国内有不低于200家的低压变频器厂商，其大部分为AC380V的低压产品，而在高压大功率变频器方面，在30家左右。由于罗宾康没有在中国申请专利保护，因此绝大多数厂家都采用美国罗宾康的技术即单元串联多重化结构。 随着技术研究的进一步深入，在理论上和功能上国产高压变频器已经可以与进口变频器相比肩，但是受工艺技术的限制，与进口产品的差距还是比较明显。这些状况主要表现在如下几个方面： 1.国外各大品牌的产品正加紧占领国内市场，并加快了本地化的步伐。 2.具有研发能力和产业化规模的逐年增加。 3.国产高压变频器的功率也越做越大，目前国内最大的应用做到了7500KW。 4.国内高压变频器的技术标准还有待规范。 5.与高压变频器相配套的产业很不发达。 6.生产工艺一般，可以满足变频器产品的技术要求，价格相对低廉。 7.变频器中使用的功率半导体关键器件完全依赖进口，而且相当长时间内还会依赖进口。 8.与发达国家的技术差距在缩小，具有自主知识产权的产品正应用在国民经济中。 9.已经研制出具有瞬时掉电再恢复、故障再恢复等功能的变频器。 10.部分厂家已经开发出四象限运行的高压变频器。 11.矢量控制的高压变频器也已经在应用。 国外高压变频器的发展现状 国外各大品牌的变频器生产商，均形成了系列化的产品，其控制系统也已实现全数字化。几乎所有的产品均具有矢量控制功能，完善的工艺水平也是国外品牌的一大特点。目前，在发达国家，只要有电机的场合，就会同时有变频器的存在。其现阶段发展情况主要表现如下： ①技术开发起步早，并具有相当大的产业化规模。 ②能够提供特大功率的变频器，目前已超过10000KW。 ③变频调速产品的技术标准比较完备。 ④与变频器相关的配套产业及行业初具规模。 ⑤能够生产变频器中的功率器件，如IGBT、IGCT、SGCT等。 ⑥高压变频器在各个行业中被广泛应用，并取得了显着的经济效益。 ⑦产品国际化，当地化加剧。 ⑧新技术，新工艺层出不穷，并被大量的、快速的应用于产品中。

四象限变频器

1、引言 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，这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。 吉纳电机自2001年开始进行四象限变频器开发和研制工作。到目前已经形成380V、660V两个系列功率等级的成熟的产品和技术，并广泛应用于煤矿和油田领域。

2、四象限变频器的工作原理 四象限变频器的电路原理图如图1所示。 2.1工作原理 当电机工作在电动状态的时候，整流控制单元的DSP产生6路高频的PWM脉冲控制整流侧的6个IGBT的开通和关断。IGBT的开通和关断与输入电抗器共同作用产生了与输入电压相位一致的正弦电流波形，这样就消除了二极管整流桥产生的6K±1谐波。功率因数高达99%。消除了对电网的谐波污染。 此时能量从电网经由整流回路和逆变回路流向电机，变频器工作在第一、第三象限。输入电压和输入电流的波形如图2所示。