四象限變頻器

1電機四象限工作

　　第一象限，電動機正轉運轉，能量從變頻器到電動機，電動機的轉速及轉矩都為正。
　　第二象限，電動機反轉回饋或減速制動運轉，電動機呈發電機模式，能量從電動機到變頻器，轉速為負，轉矩為正。
　　第三象限，電動機反轉運轉，能量從變頻器到電動機，電動機的轉速及轉矩都為負。
　　第四象限，電動機正轉回回饋或減速制動運轉，電動機呈發電機模式，能量從電動機到變頻器，轉速為正，轉矩為負。

2四象限變頻器基本工作原理

　　普通的變頻器大都采用二極管整流橋將交流電轉化成直流電，然后采用IGBT逆變技術將直流轉化成電壓頻率皆可調整的交流電。這種變頻器只能工作在電動正轉和電機反轉兩種狀態，且轉速和轉矩始終是一個方向，即：只能控制電機工作在兩個象限，因此，稱為兩象限變頻器或二象限變頻器。當制動時，電機產生制動能量流向變頻器，但變頻器的輸入端二極管是單向的，不能將制動能量回饋至電網。為了限值多余的電能將抬高直流母線電壓，這種變頻器往往會設置制動回路，制動回路的作用就是將這些能量消耗掉，達到抑制直流母線電壓升高的目的。即：兩象限變頻器的能量總是由電網流向電機。

　　如果變頻器能夠滿足電動機的電動狀態，也能從電動狀態進入發電狀態運行，就稱為四象限變頻器。

 
圖示：四象限變頻器基本電路原理圖

　　1. 當電機工作在電動狀態的時候，整流控制單元的DSP產生6路高頻的PWM脈沖控制整流側的6個IGBT的開通和關斷。IGBT的開通和關斷與輸入電抗器共同作用產生了與輸入電壓相位一致的正弦電流波形，這樣就消除了二極管　整流橋產生的6K±1諧波。功率因數高達99%，消除了對電網的諧波污染。此時能量從電網經由整流回路和逆變回路流向電機，變頻器工作在第一、第三象限。
　　2. 當電動機工作在發電狀態的時候，電機產生的能量通過逆變側的二極管回饋到直流母線，當直流母線電壓超過一定的值，整流側能量回饋控制部分啟動，將直流逆變成交流，通過控制逆變電壓相位和幅值將能量回饋到電網，達到節能的效果。此時能量由電機通過逆變側、整流側流向電網，變頻器工作在二、四象限。