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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?

供稿:中国工控网 2016/8/19 10:06:03

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  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。有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


  四象限变频器的优点

  1、相比普通的两象限变频器更节能;四象限变频器由于采用了IGBT模块作为整流装置,实现了能量的双向流通,在不需要外加任何装置的情况下,可以把再生能量回馈到电网,达到节能运行效果。

  2、减少电网侧谐波电流,满载时功率因数接近1;普通变频器由于采用二极管整流方式,会产生比重很大的谐波成分,对电网产生严重的污染,干扰其它设备的正常工作,甚至会引起其它设备的损坏。而四象限矢量变频器采用IGBT模块作为整流装置,用高速度、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲,可以调整功率因数,消除对电网的谐波污染,让变频器真正成为“绿色产品”。


审核编辑(王金鹏)
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