电动机四象限工作原理
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摘要: 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；
　　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）.
　　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。
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摘要: 当变频器带动电动机处于制动状态时（发电状态），比如吊车吊重物下降，或惯性很大的负载比较快速地停车。动能（势能）会转变回电能，返回变频器直流母线，造成母线电压很高。如果你的变频器有制动单元，它检测到母线 ...
当带动处于制动状态时（发电状态），比如吊车吊重物下降，或惯性很大的负载比较快速地停车。动能（势能）会转变回电能，返回变频器直流母线，造成母线电压很高。如果你的变频器有制动单元，它检测到母线电压高于某个阈值后，会将制动电阻与母线间的开关接通，能量通过制动电阻消耗，这时制动电阻发热。平时制动电阻是绝对不发热的，如果正常工作时制动电阻发热，就是制动单元坏了，或者硬件问题造成制动电阻始终接在直流母线上，那你这个变频器的动作没有大问题，但能耗绝对大的。变频器输出控制电动机在加速或恒速状态下，制动电阻是不起作用的，但在电机减速或紧急停车时，由于电动机处于再生制动状态，变频器内直流电路的电压将升高，制动电阻就是将这部分增加的能量通过发热的形式消耗掉。将处于再生发电状态,产生反馈电流,这个电流经过返流(D1一D6)返回直流回路,并向主器充电,使直流电压升高,为了避免电压过高,损坏变频器,在直流回路侧接人制动电阻R,当直流电压高出一定值后,使晶体管开关TR导通并接人制动电阻,将反馈能量在电阻R上以热能的形式消耗掉。
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你可能喜欢请问变频器能耗制动和电动机能耗制动的区别_百度知道
请问变频器能耗制动和电动机能耗制动的区别
你所问的问题，我想应该是电动机的再生制动和能耗制动的区别因为再生制动要用到变频器的有源逆变功能回馈电网电能，所以才会有这个变频器的能耗制动的说法吧？？首先明确你的一些概念，电动机分为反接制动，能耗制动，再生制动三种。变频器的能耗制动就是利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的再生电能的方式称为能耗制动，其优点是构造简单；对电网无污染（与回馈制动作比较），成本低廉；缺点是运行效率低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量且制动电阻的容量将增大。一般在通用变频器中，小功率变频器（22kW以下）内置有了刹车单元，只需外加刹车电阻。大功率变频器（22kW以上）就需外置刹车单元、刹车电阻了。 所以就属于一般的能耗制动。。。。与电动机的能耗制动是一回事。。。我想这个问题要先从这制动的原理谈起。。所谓电动机的能耗制动，一般就像字面上所说的，能耗制动，这种制动，实质上是真的将能量损失掉了。其实电动机的制动方式也分为很多种，其具体原理我会分释如下：电机制动是电机控制中经常遇到的问题，一般电机制动会出现在两种不同的场合，一是为了达到迅速停车的目的，以各种方法使电机旋转磁场的旋转方向和转子旋转方向相反，从而产生一个电磁制动转矩，使电机迅速停车转动；另一是在某些场合，当转子转速超过旋转磁场转速时，电机也处于制动状态。电机制动方式一般分为：反接制动，能耗制动(直流制动)及再生制动三种方式，下面就这几种制动方式的原理及注意事项做一简单介绍。一、反接制动：在电机断开电源后，为了使电机迅速停车，使用控制方法再在电机的电源上加上与正常运行电源反相的电源，此时，电机转子的旋转方向与电机旋转磁场的旋转方向相反，此时电机产生的电磁力矩为制动力矩，加快电机的减速。利用开关Q将电枢两端的电压从电网断开，并立即将它接到一个制动电阻RL上，这时，电机内的主磁场保持不变，电枢因由惯性继续转动此时的点此力矩为制动转矩，故使电机转速下降，直到停转。反接制动有一个最大的缺点，就是：当电机转速为0时，如果不及时撤除反相后的电源，电机会反转。解决此问题的方法有以下两种：1、在电机反相电源的控制回路中，加入一个时间继电器，当反相制动一段时间后，断开反相后的电源，从而避免电机反转。但由于此种方法制动时间难于估算，因而制动效果并不精确。2、在电机反相电源的控制回路中加入一个速度继电器，当传感器检测到电机速度为0时，及时切掉电机的反相电源。由于此种方法速度继电器实时监测电机转速，因而制动效果较上一种方法要好的多。正是由于反接制动有此特点，因此，不允许反转的机械，如一些车床等，制动方法就不能采用反接制动了，而只能采用能耗制动或机械制动。二、通常的电动机的能耗制动：在定子绕组中通以直流电，从而产生一个固定不变的磁场。此时，转子按旋转方向切割磁力线，从而产生一个制动力矩。由于此制动方法并不是象再生制动（使用变频器）那样，把制动时产生的能量回馈给电网，而是单靠电机把动能消耗掉，因此叫能耗制动。又由于是在定子绕组中通以直流电来制动，因而能耗制动又叫直流注入制动。利用倒向开关开关Q把点数电压反接到电网，此时的电枢电流将变成复制，且电流大小相当，随之产生很大的制动性质的电机转矩，是电机停转。能耗制动是单纯依靠电机来消耗动能来达到停车的目的，因而制动效果和精度并不理想。在一些要求制动时间短和制动效果好的场合，一般不使用此制动方法。如起重机械，其运行特点是电机转速低，频繁地起动、停止和正反转，而且拖着所吊重物运行。为了实现准确而又灵活的控制，电机经常处于制动状态，并且要求制动力矩大。而能耗制动则达不到上述要求。故起重机械一般采用反接制动，且要求有机械制动，以防在运行过程中或失电时，重供揣垛废艹肚讹莎番极物滑落。三、再生制动：再生制动和上述两种制动方法均不同。再生制动只是电机在特殊情况下的一种工作状态，而上述两者是为达到迅速停车的目的，人为在电机上施加的一种方法。再生制动的原理：当电机的转子速度超过电机同步磁场的旋转速度时，转子绕组所产生的电磁转矩的旋转方向和转子的旋转方向相反，此时，电机处于制动状态。之所以把此时的状态叫再生制动，是因为此时电机处于发电状态，即电机的动能转化成了电能。此时，可以采取一定的措施把产生的电能回馈给电网。达到节能的目的。因此，再生制动也叫发电制动。再生制动会出现在以下两种场合：1、起重机重物下降时，电机转子在重物重力的手动下，转子的转速有可能超过同步转速，此时，电机处于再生制动状态。这时，电机的制动转矩是阻止重物的下落，直至制动转矩和重力形成的转矩相等时，重物才会停止下落。2、当变频调速时，当变频器把频率降低时，同步转速也随之降低。但转子转速由于负载惯性的作用，不会马上降低，此时，电机也会处于再生制动状态，直至拖动系统的速度也下降为止。
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