電機(jī)四象限運(yùn)行

1、什么是單象限和4象限？

以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為縱座標(biāo)軸，以轉(zhuǎn)矩為橫座標(biāo)軸建立的直角坐標(biāo)系，用來描述電動(dòng)機(jī)的四  種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，即正向電動(dòng)，回饋發(fā)電制動(dòng)，反接制動(dòng)，以及反向電動(dòng)四種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。每一種狀態(tài)的機(jī)械特性曲線分別在直角坐標(biāo)系的四個(gè)象限。如果裝置只能滿足電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，那么它就是單象限的。如果裝置驅(qū)動(dòng)在電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，能夠從電動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入第二象限運(yùn)行，也能從電動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入第四象限運(yùn)行，那么裝置是四象限的。 單象限裝置只能正向電動(dòng)，或反向電動(dòng)，不能從電動(dòng)運(yùn)行進(jìn)入再生發(fā)電運(yùn)行。 
2、關(guān)于控制器的象限和電機(jī)的象限：
      單象限：能量只能單向流動(dòng)。 

  四象限：能量可以雙向流動(dòng)。
      電機(jī)和變頻器都有自己的象限，不要搞混了。
      *電機(jī)的單象限運(yùn)行，指電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行。四象限指發(fā)電運(yùn)行。
*變頻器的單象限運(yùn)行，指能量從電網(wǎng)進(jìn)入變頻器。四象限指能量還可以回饋電網(wǎng)。
      可能有這種情況：
      a.單象限運(yùn)行的變頻器帶四象限運(yùn)行的電機(jī)。電機(jī)發(fā)電的能量提升了母線電壓，或在制動(dòng)單 元消耗掉。
      b.單象限的直流調(diào)速換向麻煩，需要改變勵(lì)磁或電樞的正負(fù)來實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。
      四象限的直流調(diào)速有兩組整流橋，輸出方向相反，正轉(zhuǎn)時(shí)其中一組工作，反轉(zhuǎn)時(shí)另一組工作。
      需要注意的主要是換向的時(shí)間問題：
      對(duì)于單象限的調(diào)速器，當(dāng)電機(jī)需要反轉(zhuǎn)時(shí)，要加時(shí)間繼電器。無論是改變勵(lì)磁方向還是改變電樞方向，都必須等待一段時(shí)間，就是說不允許工作中突然換向。因?yàn)閯?lì)磁線圈和電樞線圈通的都是直流電，需要時(shí)間來釋放能量，如果換向太快將會(huì)把整流橋反向擊穿。而四象限的調(diào)速器不存在此問題，因?yàn)閮山M整流橋方向相反，當(dāng)一組停止輸出時(shí)，另一組正好可以給電機(jī)釋放能量。 
3、關(guān)于變頻器和直流調(diào)速器的互換：
   從理論上講，磁場矢量控制的交流電機(jī)變頻裝置，完全可替代直流調(diào)速系統(tǒng)，當(dāng)然要實(shí)現(xiàn)4象限運(yùn)行，IGBT和整流二極管都要反并聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)電流的反向。電機(jī)也要求有速度反饋，如測速發(fā)電機(jī)或者碼盤等，另外還要根據(jù)負(fù)載的特性，選擇電動(dòng)機(jī)的恒扭矩和恒功率的調(diào)速范圍。
4、怎樣實(shí)現(xiàn)變頻器的4象限驅(qū)動(dòng)功能？
      采用英國CT的Unidriver系列交流驅(qū)動(dòng)器、還有ABB、西門子的變頻器都可以實(shí)現(xiàn)四象限驅(qū)動(dòng)功能。使用時(shí)，電機(jī)要換成交流電機(jī)，同時(shí)，變頻器要配能耗單元，有兩種方式可選。
      ⑴  采用制動(dòng)單元+制動(dòng)電阻，將電機(jī)反相時(shí)產(chǎn)生的方向再生電流消耗掉，否則易燒毀變頻器或引起變頻器跳閘。
     ⑵  采用逆變器，將逆變器接在變頻器的直流母線上，當(dāng)產(chǎn)生方向再生電流時(shí)，變頻器直流母線電壓升高，通過逆變器將直流母線的直流高電壓變成和交流電網(wǎng)同步的交流電，反
饋回電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能作用。該方式常用于多臺(tái)大功率變頻驅(qū)動(dòng)。
5、  關(guān)于直流電機(jī)傳動(dòng)設(shè)備的4象限運(yùn)行：
      開卷和收卷這樣的恒功率負(fù)載,卷的半徑小的時(shí)候，力臂短，扭矩小，電機(jī)的轉(zhuǎn)速高；卷的半徑大的時(shí)候，力臂長，扭矩大，電機(jī)的轉(zhuǎn)速低，這樣也能實(shí)現(xiàn)收放卷線速度的恒定，當(dāng)然要檢測卷的半徑。對(duì)于這樣的恒功率負(fù)載，我認(rèn)為應(yīng)該選擇基速（就是定子最高電壓所對(duì)應(yīng)的速度）較小的電機(jī)，更大的速度范圍為弱磁升速，這樣才能充分發(fā)揮電機(jī)的效能。
        同樣，交流異步電機(jī)的變頻調(diào)速也有基速上下之分，只不過基速之下是變頻變壓（φ恒定）恒扭矩調(diào)速；基速之上為恒壓升頻（φ減?。┖愎β收{(diào)速.