什么是电机的四象限运行
电动机四象限运行
电机四象限运行1、什么是单象限和4象限？以电动机的转速为纵座标轴，以转矩为横座标轴建立的直角坐标系，用来描述电动机的四种运转状态，即正向电动，回馈发电制动，反接制动，以及反向电动四种运转状态。
每一种状态的机械特性曲线分别在直角坐标系的四个象限。
如果装置只能满足电动机的电动运转状态，那么它就是单象限的。
如果装置驱动在电动状态时，能够从电动状态进入第二象限运行，也能从电动状态进入第四象限运行，那么装置是四象限的。
单象限装置只能正向电动，或反向电动，不能从电动运行进入再生发电运行。
2、关于控制器的象限和电机的象限：单象限：能量只能单向流动。
四象限：能量可以双向流动。
电机和变频器都有自己的象限，不要搞混了。
*电机的单象限运行，指电机电动运行。
四象限指发电运行。
*变频器的单象限运行，指能量从电网进入变频器。
四象限指能量还可以回馈电网。
可能有这种情况：a.单象限运行的变频器带四象限运行的电机。
电机发电的能量提升了母线电压，或在制动单元消耗掉。
b.单象限的直流调速换向麻烦，需要改变励磁或电枢的正负来实现反转。
四象限的直流调速有两组整流桥，输出方向相反，正转时其中一组工作，反转时另一组工作。
需要注意的主要是换向的时间问题：对于单象限的调速器，当电机需要反转时，要加时间继电器。
无论是改变励磁方向还是改变电枢方向，都必须等待一段时间，就是说不允许工作中突然换向。
因为励磁线圈和电枢线圈通的都是直流电，需要时间来释放能量，如果换向太快将会把整流桥反向击穿。
而四象限的调速器不存在此问题，因为两组整流桥方向相反，当一组停止输出时，另一组正好可以给电机释放能量。
3、关于变频器和直流调速器的互换：从理论上讲，磁场矢量控制的交流电机变频装置，完全可替代直流调速系统，当然要实现4象限运行，IGBT和整流二极管都要反并联，以实现电流的反向。
电机也要求有速度反馈，如测速发电机或者码盘等，另外还要根据负载的特性，选择电动机的恒扭矩和恒功率的调速范围。
电机的四象限运行
1、什么是四象限运行？2、我们把电机的运行速度方向用一条数轴Y来表示，数轴的正方向代表正转的转数，反方向表示反转的转速；3、我们把电机的电磁转矩方向用一条数轴X来表示，数轴的正方向代表电磁转矩的正向和运动方向相同即电动状态，反方向表示电磁转矩的反向和运动方向相反即发电状态；4、将上面提到的2、3构成一个平面坐标系XOY，那么抽油机的电动机正常电动状态处在第一象限（正转、电动），发电制动运行在第二象限（正转、发电）；5、当然到底在第几象限，与2、3规定定义有关；6、电梯电动机由于正常状态就不断正、反转，上、下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，控制方向不同；7、用四象限来描述电机运行状态，是一种方法；不具有其它任何意义；8、不用四象限的方法描述，而用大家熟悉的正、反转，电动、发电描述是一样，你习惯用什么方法描述都一样；并没有先进、落后的差别，只是方法不同而已！===================================================================== ==========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二极管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。
四象限变频器工作原理
四象限变频器工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII四象限变频器工作原理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；构成一个平面坐标系XOY，那么电动机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）.电梯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。
四象限变频器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二极管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。
电力电子_直流电机四象限运行
第一象限仿真图
注意：正组晶闸管两端取上正下负 电机正转为上正下负
所以，第一象限为整流状态
第一象限仿真波形
α=30°
电机正转为上正下负
所以，第二象限为逆变状态
第二象限仿真波形
β=30°
β=60°
第三象限仿真图
第三象限仿真波形
α=30°
a=60°
第四象限仿真图
第四象限仿真波形
α=30°
a=60°
总结
第一象限，正组桥工作在整流状态 第二象限，反组桥工作在逆变状态 第三象限，反组桥工作在整流状态 第四象限，正组桥工作在逆变状态
直流电机四象限运行
主讲： 组员：
下面将以三相全控桥的无环流接线为例 阐述其工作原理：
由于一三象限，二四象限工作时，工作 的原理、波形等都非常类似，是属于同 一种工作方式，所以以一二象限为主讲 对象。并且假设在任何时间内，两组变 流器只有一组投入工作。 第一象限 第二象限 第三象限 第四象限
四象限直流电动机 ppt课件
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四象限直流电动机的发展与应用
直流电动机以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用， 但普通的直流电动机由于需要机械换相和电刷，可靠性差，需要经常维护； 换相时产生电磁干扰，噪声大，影响了直流电动机在控制系统中的进一步 应用。为了克服机械换相带来的缺点，以电子换相取代机械换相的无刷电 机应运而生。
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第三象限和第一象限过程相同，只不过电动转矩和旋转方向分 别相反。而第四象限和第二象限过程相同，也只不过是电动转矩和 旋转方向分别相反。
换向的时间问题
对于单象限的调速器，当电机需要反转时，要加时间继电器。 无论是改变励磁方向还是改变电枢方向，都必须等待一段时间，就 是说不允许工作中突然换向。因为励磁线圈和电枢线圈通的都是直 流电，需要时间来释放能量，如果换向太快将会把整流桥反向击穿。 而四象限的调速器不存在此问题，因为两组整流桥方向相反，当一 组停止输出时，另一组正好可以给电机释放能量。
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直流电动机
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上图是一台直流电机的最简单模型。N和S是一对固定的磁极， 可以是电磁铁，也可以是永久磁铁。磁极之间有一个可以转动的铁 质圆柱体，称为电枢铁心。铁心表面固定一个用绝缘导体构成的电 枢线圈abcd，线圈的两端分别接到相互绝缘的两个半圆形铜片(换 向片)上，它们的组合在一起称为换向器，在每个半圆铜片上又分 别放置一个固定不动而与之滑动接触的电刷A和B，线圈abcd通过 换向器和电刷接通外电路。
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上图是带位能负载下降时的回馈制动机械特性，电动机电动运行带动 位能性负载下降，在电磁转矩和负载转矩的共同驱动下，转速沿特性 曲线1逐渐升高，进入回馈制动后将稳定运行在a点上。需要指出的是， 此时电枢回路不允许串入电阻，否则将会稳定运行在很高转速的b点 上。
电动机四象限运行
电机四象限运行1、什么是单象限和4象限？以电动机的转速为纵座标轴，以转矩为横座标轴建立的直角坐标系，用来描述电动机的四种运转状态，即正向电动，回馈发电制动，反接制动，以及反向电动四种运转状态。
每一种状态的机械特性曲线分别在直角坐标系的四个象限。
如果装置只能满足电动机的电动运转状态，那么它就是单象限的。
如果装置驱动在电动状态时，能够从电动状态进入第二象限运行，也能从电动状态进入第四象限运行，那么装置是四象限的。
单象限装置只能正向电动，或反向电动，不能从电动运行进入再生发电运行。
左半部是众所周知的可逆变频器原理图，各位同行一看便知。
而右半部分电机分别处于四象限运行的转矩方向和转速方向（也是旋转方向）图。
现简单分析如下：当电机通常是处于处于第一象限运行，我们称其为正转（顺时针反向）电动状态，电动机通过变频器以不同的转速从电网吸收电能，并将其转换为机械能。
电动机的电动转矩和旋转反向一致，也是顺时针方向。
负载机械转矩和电动机电动转矩相反，当电动转矩大于负载转矩时，电动机升速，当电动转矩等于负载转矩时，电机匀速运转。
当我们电机处于某一转速运行在第一象限运行时，当变频器的给定频率突然变小，不管变频器的减速参数如何设定，只要是频率下降减速度大于电动机带负载的惯性减速速率，那么电机由电动状态变为发电状态，它将机械动能通过逆变模块的续流二极管并由制动单元控制向制动电阻放电，将机械能通过制动电阻发热耗掉，这时电机运转方向仍为正转（顺时针），而电机的电动转矩方向和第一象限相反，也就是和转动方向相反（逆时针），电动机对机械负载起制动作用，使得电机运转减速度加快。
我们称其为发电能耗制动状态，如果具有回馈制动单元的话，它可以将机械能通过回馈制动单元向电网回馈。
第三象限和第一象限过程相同，只不过电动转矩和旋转方向分别相反。
而第四象限和第二象限过程相同，也只不过是电动转矩和旋转方向分别相反。
2、关于控制器的象限和电机的象限：单象限：能量只能单向流动。
永磁电机四象限运行原理
永磁电机四象限运行原理嘿，朋友们！今天咱们来聊聊永磁电机的四象限运行原理。
这可不是什么枯燥的学术话题，而是超级有趣的一个知识领域呢。
我有个朋友叫小李，他在一家工厂里负责设备维护。
有一次，他就遇到了和永磁电机相关的难题。
那电机一会儿正转得好好的，一会儿又反转，速度还时快时慢，他当时就懵了，完全不知道咋回事。
其实啊，如果他懂永磁电机的四象限运行原理，就不会那么头疼啦。
永磁电机呢，就像是一个超级灵活的小助手。
咱们先从第一象限说起吧。
想象一下，这个象限就像是电机在天堂里的工作模式。
在这个象限里，电机的转速和转矩都是正的。
这就好比你在骑自行车，你用力蹬踏板（就像电机的转矩），自行车就向前走（电机正向旋转，转速为正），而且越蹬越快。
你是不是觉得这种状态很顺畅，很舒服？永磁电机在第一象限也是这样，它愉快地按照我们的要求，正向旋转并且输出正向的转矩，带着设备正常运行。
比如说在一些需要正向旋转且稳定输出动力的设备里，像那种把原材料往前输送的输送带设备，永磁电机在第一象限运行得可好了。
然后呢，就到第二象限了。
这个象限啊，有点像电机在走钢丝，有点挑战性。
在第二象限里，转速是正的，转矩却是负的。
这是啥情况呢？咱们再拿自行车打个比方。
你正骑着自行车向前走（转速正），突然你不想蹬了，但是你还想让自行车慢慢停下来，你咋办？你就开始用脚往后踩踏板（这就相当于负转矩）。
永磁电机在这个象限也是类似的情况，它可能是在一些设备里要起到制动或者是发电回馈能量的作用。
我记得有个工程师老张，他在设计一个电梯系统的时候就用到了这个原理。
当电梯上升到一定高度，需要减速的时候，永磁电机就进入第二象限运行，它利用这个负转矩让电梯慢慢停下来，而且还能把电梯下降时的能量回收一部分呢，这多棒啊！接着就是第三象限啦。
这象限可有点像电机在和我们玩调皮的游戏。
在第三象限里，转速和转矩都是负的。
这就好比你把自行车倒着骑，你不但要让自行车往后走（负转速），你还得用力让它往后走得更快（负转矩）。
电机四象限
电机四象限电机四象限是指在电机运行过程中，根据电机的转速和负载转矩的正负关系，将电机运行状态划分为四个象限。
每个象限代表了不同的运行情况和特点，对于电机的控制和运行参数的选择具有重要意义。
第一象限：正转负载区第一象限是指电机以正转速运行，同时承受正向转矩负载的区域。
在这个区域中，电机输出功率为正，表示电机正在正常工作。
这种情况下，电机承受的负载转矩与电机输出转速呈正相关关系，负载转矩越大，电机输出转速越低。
第二象限：反转负载区第二象限是指电机以反转速运行，同时承受正向转矩负载的区域。
在这个区域中，电机输出功率为负，表示电机正在反转运行。
和第一象限类似，电机承受的负载转矩与电机输出转速呈正相关关系，负载转矩越大，电机输出转速越低。
第三象限：反转正载区第三象限是指电机以反转速运行，同时承受负向转矩负载的区域。
在这个区域中，电机输出功率为正，表示电机正在反转运行。
这种情况下，电机承受的负载转矩与电机输出转速呈负相关关系，负载转矩越大，电机输出转速越高。
第四象限：正转正载区第四象限是指电机以正转速运行，同时承受负向转矩负载的区域。
在这个区域中，电机输出功率为负，表示电机正在正常工作。
和第三象限类似，电机承受的负载转矩与电机输出转速呈负相关关系，负载转矩越大，电机输出转速越高。
电机四象限的划分对于电机的控制和运行具有重要意义。
根据不同象限的特点，可以选择合适的控制策略和运行参数，以实现电机的高效工作和稳定运行。
例如，在第一象限中，可以根据负载转矩的大小来调整电机的输出转速，以保持电机的工作在最佳点上；在第二象限中，可以通过改变电机的运行方向来满足不同的工作需求；在第三象限中，可以根据负载转矩的变化来调整电机的输出转速，以实现精确的运动控制；在第四象限中，可以通过改变电机的运行方向和负载转矩的大小来实现不同的工作任务。
电机四象限是电机运行状态的划分，代表了不同的运行情况和特点。
了解和理解电机四象限的意义，可以帮助我们选择合适的控制策略和运行参数，以实现电机的高效工作和稳定运行。
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什么是电机的四象限运行
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二极管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。