電機(jī)的四象限運(yùn)行 以電機(jī)的轉(zhuǎn)速為縱坐標(biāo)軸，以轉(zhuǎn)矩為橫坐標(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)：正向電動(dòng)、回饋發(fā)電制動(dòng)、反向電動(dòng)以及反向回饋發(fā)電制動(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。四個(gè)象限定義如下：

    1. 象限，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，能量從變頻器到電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩都為正。

    2. 第二象限，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)回饋或減速制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)呈發(fā)電機(jī)模式，能量從電動(dòng)機(jī)到變頻器，轉(zhuǎn)速為正，轉(zhuǎn)矩為負(fù)。

    3. 第三象限，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，能量從變頻器到電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩都為負(fù)。 4. 第四象限，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)回回饋或減速制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)呈發(fā)電機(jī)模式，能量從電動(dòng)機(jī)到變頻器，轉(zhuǎn)速為負(fù)，轉(zhuǎn)矩為正。

    如果裝置只能滿足電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)（即和第三象限），則它就是兩象限的。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)入第二或者第四象限運(yùn)行，則裝置就是四象限運(yùn)行的。四象限運(yùn)行的傳動(dòng)系統(tǒng)，能量可以雙向流動(dòng)。

    兩象限變頻器的局限

    普通變頻器大都采用二極管整流橋?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成直流，然后采用IGBT逆變技術(shù)將直流轉(zhuǎn)化成電壓頻率皆可調(diào)整的交流電控制交流電動(dòng)機(jī)。這種變頻器只能工作在電動(dòng)狀態(tài)，所以稱之為兩象限變頻器。由于兩象限變頻器采用二極管整流橋，無法實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，所以沒有辦法將電機(jī)回饋系統(tǒng)的能量送回電網(wǎng)。在一些電動(dòng)機(jī)要回饋能量的應(yīng)用中，比如電梯、提升機(jī)、離心機(jī)系統(tǒng)、抽油機(jī)等，只能在兩象限變頻器上增加電阻制動(dòng)單元，將電動(dòng)機(jī)回饋的能量消耗掉。另外，二極管整流橋會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重諧波污染。

    四象限變頻器的實(shí)現(xiàn)

    1、四象限變頻器的整流部分采用BOOST電路實(shí)現(xiàn)了變頻器輸入側(cè)電流的雙向流動(dòng)。當(dāng)四象限變頻器的負(fù)載需要能量時(shí)變頻器輸入側(cè)電流是從電網(wǎng)流向變頻器，即電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)四象限變頻器的負(fù)載有能量回饋時(shí)變頻器輸入電流是從變頻器流向電網(wǎng)，即電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。

    2、四象限變頻器采用矢量控制算法的數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了變頻器輸入電流與電網(wǎng)電壓完全同步，電動(dòng)狀態(tài)時(shí)輸入電流與電網(wǎng)電壓相位一致；發(fā)電狀態(tài)時(shí)輸入電流與電網(wǎng)電壓相位相反。輸入電流波形始終保持很好的正弦度，四象限變頻器實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)，輸入電流的總畸變率ATHD小于5%，真正做到綠色節(jié)能裝置。