四象限变频器

1电机四象限工作

　　第一象限，电动机正转运转，能量从变频器到电动机，电动机的转速及转矩都为正。
　　第二象限，电动机反转回馈或减速制动运转，电动机呈发电机模式，能量从电动机到变频器，转速为负，转矩为正。
　　第三象限，电动机反转运转，能量从变频器到电动机，电动机的转速及转矩都为负。
　　第四象限，电动机正转回回馈或减速制动运转，电动机呈发电机模式，能量从电动机到变频器，转速为正，转矩为负。

2四象限变频器基本工作原理

　　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电，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正转和电机反转两种状态，且转速和转矩始终是一个方向，即：只能控制电机工作在两个象限，因此，称为两象限变频器或二象限变频器。当制动时，电机产生制动能量流向变频器，但变频器的输入端二极管是单向的，不能将制动能量回馈至电网。为了限值多余的电能将抬高直流母线电压，这种变频器往往会设置制动回路，制动回路的作用就是将这些能量消耗掉，达到抑制直流母线电压升高的目的。即：两象限变频器的能量总是由电网流向电机。

　　如果变频器能够满足电动机的电动状态，也能从电动状态进入发电状态运行，就称为四象限变频器。

 
图示：四象限变频器基本电路原理图

　　1. 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。
　　2. 当电动机工作在发电状态的时候，电机产生的能量通过逆变侧的二极管回馈到直流母线，当直流母线电压超过一定的值，整流侧能量回馈控制部分启动，将直流逆变成交流，通过控制逆变电压相位和幅值将能量回馈到电网，达到节能的效果。此时能量由电机通过逆变侧、整流侧流向电网，变频器工作在二、四象限。