浅谈电梯行业四象限变频器的方案选择概要
变频器选型方案
变频器选型方案1. 引言变频器是一种用于控制电机转速的电子装置，通过改变电机的供电频率和电压来实现对电机转速的精确控制。
在工业自动化领域，变频器被广泛应用于机械设备的变速运行，以提高设备的效率和可靠性。
本文将介绍变频器选型的一般原则和步骤，并提供一种变频器选型方案供参考。
2. 变频器选型原则在选择合适的变频器时，需要考虑以下原则：•负载特性：根据负载特性确定变频器的功率和控制方式。
不同的负载对电机的要求不同，如恒扭矩负载、变扭矩负载和恒功率负载等，需要选择适应性能符合要求的变频器。
•环境条件：考虑变频器将工作的环境条件，如温度、湿度、海拔等。
选型时应选择适应环境条件的变频器，以确保其正常运行和寿命。
•控制方式：根据实际需求选择合适的控制方式，如开环控制和闭环控制。
开环控制适用于精度要求不高的场合，闭环控制适用于精度要求较高的场合。
•可靠性：选择具有较高可靠性的变频器，以降低故障率和维修成本。
3. 变频器选型步骤步骤一：收集工程信息在选择变频器之前，需要首先收集工程信息，包括但不限于：•发电机功率与相数；•负载要求（如恒扭矩、变扭矩、恒功率等）；•工作环境条件（如温度、湿度等）；•控制方式（开环控制或闭环控制）；•安装方式（壁挂式、柜式等）；•其他特殊要求。
步骤二：计算所需输出功率根据工程信息和负载要求，计算所需的变频器输出功率。
输出功率一般按照下式计算：输出功率 = 功率系数 × 发电机功率其中，功率系数根据具体负载类型确定，如恒扭矩负载一般取值为1，变扭矩负载一般取值为1.2-1.5，恒功率负载一般取值为1.5-2。
步骤三：选择变频器规格根据计算得到的输出功率，选择合适的变频器规格。
选择时应考虑变频器的额定功率范围，其应大于或等于所需的输出功率。
步骤四：考虑环境条件根据工作环境的条件，选择适应性能好的变频器。
变频器应具备良好的防尘、防湿、耐高温和耐低温等性能，以确保其正常运行和寿命。
四象限变频调速
四象限变频调速在工业生产中，电机系统的控制和调速是十分重要的。
传统的电机驱动系统往往采用电阻调压、变频调速等方式，而四象限变频调速技术正是一种效率更高、响应更快的电机调速方法。
一、什么是四象限变频调速四象限变频调速是一种电机调速控制方法，可以实现正转、反转、减速、加速等功能。
这种调速方法可以让电机在四个象限内任意运动，极大地提高了电机的控制精度和灵活性。
二、四象限变频调速的原理四象限变频调速通过改变电机的频率和电压来控制电机的转速和扭矩。
其原理是通过变频器改变输入电压和频率，调整电机的转速。
通过反馈控制系统实时监测电机的运行状态，使得电机可以在任意速度下平稳运行。
三、四象限变频调速的优势1.高效节能：通过提高电机效率和减小功耗，节能效果显著。
2.运行稳定：调速精度高，可以保证电机在各种工况下稳定运行。
3.响应迅速：电机可以快速响应控制指令，加速和减速迅速。
4.可实现自动化控制：结合PLC、仪表等控制器，可以实现电机的自动化控制。
5.减小电机损耗：通过降低电机运行过程中的损耗，延长电机寿命。
四、四象限变频调速的应用四象限变频调速技术在各个领域均有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.工业生产：在食品加工、化工生产、机械加工等行业中，电机调速是必不可少的。
2.电梯和输送设备：电梯、输送机等场合中，四象限变频调速可以实现平稳运行、高效运输。
3.空调系统：通过变频调速技术可以实现空调系统的节能运行，提高空调系统的效率。
4.风电、水泵等领域：风电、水泵等需要根据外部条件调整转速的设备，也可以采用四象限变频调速实现。
五、结语四象限变频调速技术作为电机调速领域的一种创新技术，具有较高的应用价值和实用性。
通过合理的调速控制，可以提高电机的效率、稳定性和寿命，为工业生产和生活带来便利和效益。
浅谈电梯行业四象限变频器的方案选择概要
方案2:矩阵式变换器
以此为基础,形成多种控制算法,我们通常说的是直接变换法.
方案2:矩阵式变换器
双向可控IGBT是矩阵式变换器的基础。
方案2:矩阵式交交变频器
★ 优点: 1 无直流储能环节,体积小; 2 输入电流、输出电压可控，无低次谐波
★ 缺点: 1 应用处于探索阶段, 算法理论优势还不能完全体现;
★矩阵变换器(Matrix Converter:MC)概念 矩阵变换器是一个从任意m相输入直接变换到任意n相输出的电 力变换装置。
★矩阵式变换器电路中含有9个双向开关，通过对这9个双向开关的逻 辑控制，可实现对电源电压和频率的变换，以向负载提幅值和频率可 调的电压和电流。
方案2:矩阵式变换器
可实现对电源电压和频率的变换，以向负载提供幅值和频率可调的电压和电流。
★ 电梯处于发电运行时,直流母线电压一般为700V左右；
★ 电梯使用的曳引力是由电机扭矩决定的; ★ 四象限电梯一体化控制器的矢量控制整流算法,可以将直流母线维持
在700V甚至更高;
★ 相同功率情况下逆变模块电流降低; ★ 系统方案成本降低
4象限方案的电流模块选择
★ IGBT模块型号限制； ★ 直流母线电容耐压值限制; ★ 电梯曳引力需要;
一体化控制板
电梯厅外信号 电梯轿厢信号 电梯井道信号
方案3:双逆变模块的交-直-交变频器
★ 优点: 1 整流环节为可控环节,电网输入相关参数指标好; 2 结构紧凑便于实现小型化控制柜设计; 3 接线简单,易使用; ★ 缺点: 1 涉及可控整流,技术要求高;
2 功率模块成本增加;
其他方案:
★ 例如: 1 类似3进3出的UPS拓扑结构的方案； 2 交交变频器方案；
四象限变频器
06
四象限变频器的发展趋势与市场前景
四象限变频器的技术 发展趋势
• 四象限变频器的技术发展趋势 • 高性能：提高控制精度、动态响应和稳定性，满足复杂工况下 的控制需求 • 智能化：实现自适应控制、故障诊断和远程监控等功能，提高 运行效率和可靠性 • 集成化：实现电机、传感器和控制器的一体化设计，降低系统 成本和体积
• 可以实现光伏逆变器的高效率和高性能运行 • 有助于提高光伏发电系统的整体运行效率
四象限变频器在太阳能光伏中的优势
• 高效光伏逆变：可以实现光伏逆变器的高效率和高性能 运行 • 易于操作：可以通过触摸屏或控制器进行参数设置和监 控
四象限变频器在风力发电中的应用
四象限变频器在风力发电中的应用
• 可以实现风力发电机的高效率和高性能运行 • 有助于提高风力发电系统的整体运行效率
四象限变频器在电动汽车驱动中的优势
• 高效电动汽车驱动：可以实现电动汽车电机的高效率和 高性能运行 • 易于操作：可以通过触摸屏或控制器进行参数设置和监 控
05
四象限变频器的选型与调试
四象限变频器的选型原则与方法
四象限变频器的选型原则
• 根据电机的功率、转速和工况选择合适的变频器 • 考虑变频器的性能、可靠性和价格
• 可以实现多台电机之间的负载均衡，提高设备运行效率 • 有助于延长设备使用寿命和降低维护成本
四象限变频器在负载均衡中的优势
• 高效负载均衡：可以实现多台电机之间的负载均衡，提高设备运行效率 • 易于操作：可以通过触摸屏或控制器进行参数设置和监控
四象限变频器在张力控制中的应用
四象限变频器在张力控制中的应用
02
四象限变频器在节能方面的应用
四象限变频器在电机节能中的应用
四象限变频器技术讲义
• 3.1.2.2参数设置 Nhomakorabea• 在确定上述上电准备条件后,可进行送电,然后按下面的流程进行初始 化参数设置.
• 初始化参数设置完成后,可以根据控制的需要设置与控制相关的参数, 通常情况下，是用PLC控制开关量来控制整流器的,这个时候整流器的 启\停方式就应该设置成端子控制,另外,整流器还应该把自己的运行状 态(比如运行状态\故障状态)反映给PLC以便PLC完成整个系统的控制.整 流器的参数设置大部分是通过BICO参数来完成的.
• 关的一些参数,这些设置大部分也是通过BICO参数来完成的.
• BICO参数简单介绍
• 连接连接器(B连接器、K连接器、KK连接器)与功能的参数即为BICO参 数，下图给出了BICO参数与B连接器以及K连接器示例。
• 通过BICO参数来完成控制参数的设置 • CUVC板上开关量输入及需要设置的BICO参数如下图所示：
• 3.2.2逆变器参数设置
• 3.2.2.1上电前的准备 • 请确定到电机的动力电缆已经可靠接好,对特殊电缆,请确定电缆相间半
导体层已经除去. • 请确定逆变器已可靠接地. • 请确定电机是否正常,有无对地或者相间短路. • 请务必检查电机绝缘是否满足要求,注意用摇表打电机耐压的时候应先
将电机上由逆变器过来的动力电缆摘除.绝对不允许在接好动力电缆的 电机端子上直接做打压实验,否则会导致设备损坏. • 检查直流母排是否接线正确
波相对以下产品最小，但价格昂贵，维修费用也较高。非 用户指定，一般不作主打产品。
什么是四象限变频器四象限变频器的工作原理是什么有哪些优点
什么是四象限变频器四象限变频器的工作原理是什么有哪些优点四象限变频器是一种电动机驱动装置，被广泛应用于工业领域，用于控制电动机的转速和转矩。
它通过调节输入频率和输入电压来改变电动机的转速和转矩。
四象限变频器的工作原理与传统的变频器有所不同，它可以在正转和反转、正转和反转停止四个象限中自由切换。
四象限变频器的工作原理可以简单地概括为以下几个步骤：1.输入电源：将电源接入四象限变频器的输入端。
2.整流：将输入的交流电转换为直流电，以供后续使用。
3.滤波：通过使用电容器和电感器对直流电进行滤波，以获得稳定的直流电。
4.逆变：将滤波后的直流电转换为调节频率和电压的变流。
通常采用的是PWM技术，即将电源转化为高频脉冲信号，然后通过控制脉冲宽度来实现对输出电压和频率的调节。
5.输出电源：将经过逆变的电流送入电动机，以驱动电动机的转动。
四象限变频器相较于传统的变频器具有以下优点：1.正转和反转切换：四象限变频器可以实现电动机的正转和反转的自由切换，同时能够在两种模式之间平稳过渡，不会造成机械冲击。
2.反向制动：四象限变频器能够通过调整输出频率和电压实现电动机的制动功能，使得电动机能够在制动过程中回馈电力，达到节能、减少热损耗的效果。
3.提高控制精度：四象限变频器能够通过精确控制输出频率和电压来实现电动机的精细调节，提高了控制精度和系统的稳定性。
4.调速范围广：四象限变频器能够实现很宽的调速范围，能够满足不同工况下对电动机的需求。
5.节省能源：四象限变频器通过调整电动机的工作频率和电压，使得电动机能够在有效的工作区间内工作，节约能源。
6.软启动和停机：通过四象限变频器可以实现电动机的软启动和软停机，避免了传统启动和停机时电机高电流的冲击，延长了电动机的使用寿命。
总之，四象限变频器是一种在电动机驱动领域应用广泛的设备，具有正转和反转切换、反向制动、提高控制精度、调速范围广、节省能源、软启动和停机等优点。
它在工业自动化、机床、船舶、石油、化工等领域发挥着重要的作用，并为生产和能源节约做出了贡献。
四象限和二象限变频器
四象限和二象限变频器变频器是一种用于控制交流电动机速度的设备，它可以通过调整电机供电频率和电压来实现对电机转速的精准控制。
常见的变频器可以根据其工作方式分为四象限变频器和二象限变频器。
四象限变频器四象限变频器是指可以在正转和反转、制动和发电四个象限中灵活控制电机的变频器。
通常，四象限变频器具有以下特点：•双向转换能力：四象限变频器可以使电机在正转和反转方向上运行，并且能够实现在快速转向时的安全控制。
•回馈控制：四象限变频器通常配备速度、位置等传感器，通过回馈控制系统实现对电机的精准控制。
•制动功能：四象限变频器在需要制动或逆变时可以将电机生成的能量回馈到电网中，实现能量的回收和节能。
由于四象限变频器具有较为复杂的控制功能，通常适用于对电机速度要求较高、需要频繁变向和制动的场合，如电梯、升降机等。
二象限变频器二象限变频器是指只能在正转和制动两个象限中进行控制的变频器。
相比于四象限变频器，二象限变频器具有以下特点：•单向转换能力：二象限变频器只能使电机在正转方向上运行，无法实现反转功能。
•简化控制：由于不需要考虑反转和发电的情况，二象限变频器的控制逻辑相对简单，易于使用和维护。
二象限变频器适用于对电机速度要求较低、不需要反转控制的场合，如风机、水泵等。
结论在实际工程应用中，四象限和二象限变频器根据具体需求选择使用。
四象限变频器适用于对电机控制精度和灵活性要求较高的场合，而二象限变频器则适用于对控制要求相对简单、成本相对低廉的场合。
根据实际情况选择适合的变频器类型，可以最大程度地提高电机的效率和控制性能，实现能耗节约和设备寿命延长的目标。
电梯专用四象限变频器系统设计与实现
机电工程技术 ２!０""０８# 年第 $３７% 卷第 ０"&１ 期
研究与开发
电梯专用四象限变频器系统设计与实现
３） 控制逻辑： 描述在所处状态中如何根据内部变量 值决定系统的物理输出值。图 ７ 所示就是一个典型的控制 逻辑 （ 电机正常运行状态下的矢量控制逻辑） 。
图 ７ 电梯运动状态转化关系图
５ 结束语
所设计的电梯变频器软件系统已完成实验室开发阶 段， 样机系统已投入现场实际测试运行。相对无回馈的变 频器系统， 本系统平均节电 １６％以上， 而且 由 于 采 用 可 控 整流， 功率因数在 ０．９８ 以上。
同时实现外设接口管理的标准化， 大大提高软件的可移植 性。对象的不同方法函数在不同进程中执行， 这是面向对 象编程与传统瀑布式结构化编程的显著不同点。
ＤＳＰ 的 所 有 外 设 都 开 发 了 类 似 ＡＤＣ＿ＤＲＶ 的 对 象 ， 执 行方式、数据交换方式都统一。 概括起来， 每一种外设对象都分 为四部分： ①与上层软件模块实 时交换数据的成员变量； ②与用 户接口函数； ④采用查询或中断方式 读 取 外 设 数 据 的 方 法 函 数 1ｒｅａｄ （ ） 或 1ｒｅａｄ＿ｉｎｔ （ ）。
１） 模式逻辑： 描述虚拟设备如何从一种模式转化为 另一种模式。一个虚拟设备可定义几个模式组， 一个模式 组中的模式是逻辑互斥的， 为每一个模式定义一个标签变 量 ＭｏｄｅＧｒｏｕｐＴａｇ ［ｉ］， 则 任 一 时 刻 ， 只 有 一 个 ＭｏｄｅＧｒｏｕｐ－ Ｔａｇ ［ｉ］ ＝＝１， （ ｉ＝ｊ） ， 其它 ＭｏｄｅＧｒｏｕｐＴａｇ ［ｉ］ ＝＝０， （ ｉ≠ｊ） 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
接口电路 电梯控制器
电梯厅外信号 电梯轿厢信号
电梯井道信号
方案1:普通变频器+能量回馈单元
★ 优点: 1 模块化的方式,搭配灵活; 2 设计技术要求低,能量回馈简单成熟; 3 成本适中,一般用户可以接受; ★ 缺点: 1 接线较多,占用控制柜体积;
2 能量回馈与变频器控制独立,存在故障隐患;
方案2:矩阵式变换器
UVW
4 6 2
标准配置输入电抗器 大幅度降低电网谐波，实现绿色节能； 提高电梯一体化控制器的功率因数；
储能 电容 逆变电路 驱动回路
可逆整流电路
不再使用制动电阻，结构紧凑
操作 器
一体化控制板
电梯厅外信号 电梯轿厢信号 电梯井道信号
合适的整流方案
采用空间电压矢量的分析方法进行整流处理
高压电机方案
相对于普通的变频器,四象限变频器具备双向整流环节！
四象限变频器主要应用行业
★ 起重行业
★电梯行业 ★石油行业 ★ 电动机运行于4个象限 ★ 能量回馈有一定规模
★电动汽车（混合动力）
★轨道交通
四象限变频器与电梯
★ 曳引机频繁处于四象限工作状态； ★ 配套器件、技术已经成熟； ★ 随着经济发展，我国能源将长期紧张；
2 特殊的IGBT器件成本高,选择也不灵活;
3 变频器厂家还处于摸索阶段；
方案2:矩阵式变换器-等效
双向可控IGBT是矩阵式变换器的基础。
方案3:双逆变模块的交-直-交变频器
方案3:双逆变模块的交-直-交变频器
电网 RST
1
3
5
UVW
4 6 2
储能 电容 逆变电路 驱动回路
可逆整流电路
操作 器
1.0m/s 630kg 1.75m/ s 2.0m/s 2.5m/s
选择电梯行业最合适的方案!!!
800kg
1000kg 1150kg 1350kg
1600kg
4象限电抗器选择
★ 发热问题； ★ 噪音问题; ★ EMC标准;
谢 谢！
★矩阵变换器(Matrix Converter:MC)概念 矩阵变换器是一个从任意m相输入直接变换到任意n相输出的电 力变换装置。
★矩阵式变换器电路中含有9个双向开关，通过对这9个双向开关的逻 辑控制，可实现对电源电压和频率的变换，以向负载提幅值和频率可 调的电压和电流。
方案2:矩阵式变换器
可实现对电源电压和频率的变换，以向负载提供幅值和频率可调的电压和电流。
一体化控制板
电梯厅外信号 电梯轿厢信号 电梯井道信号
方案3:双逆变模块的交-直-交变频器
★ 优点: 1 整流环节为可控环节,电网输入相关参数指标好; 2 结构紧凑便于实现小型化控制柜设计; 3 接线简单,易使用; ★ 缺点: 1 涉及可控整流,技术要求高;
2 功率模块成本增加;
其他方案:
★ 例如: 1 类似3进3出的UPS拓扑结构的方案； 2 交交变频器方案；
★ 缺点:
基本都不适合电梯行业的特点
目录
电梯行业四象限的方案选择
为什么选择方案3 ?
理由： ★ 技术成熟；
★ 器件成熟；
★ 成本适中； ★ 体积适中；
四象限电梯一体化控制器
采用可控整流替代通常的全桥不控整
流 实现电梯的驱动控制、能量回馈、电梯 逻辑控制一体化
电网 RST
1 3 5
方案2:矩阵式变换器
以此为基础,形成多种控制算法,我们通常说的是直接变换法.
方案2:矩阵式变换器
双向可控IGBT是矩阵式变换器的基础。
方案2:矩阵式交交变频器
★ 优点: 1 无直流储能环节,体积小;பைடு நூலகம்2 输入电流、输出电压可控，无低次谐波
★ 缺点: 1 应用处于探索阶段, 算法理论优势还不能完全体现;
结论：电梯行业具备四象限变频器大范围推广的条件！
目录
四象限变频器的原理简介
方案1:普通变频器+能量回馈单元
+
方案1:普通变频器+能量回馈单元
回馈 单元 控制 板 回馈 单元 操作 器 回馈单元
UVW 储能 电容 整流电路 驱动回路 逆变电路
变 频 器
变频 器操 作器
变频器控制板 接口电路
电梯 控制 器操 作器
★ 电梯处于发电运行时,直流母线电压一般为700V左右；
★ 电梯使用的曳引力是由电机扭矩决定的; ★ 四象限电梯一体化控制器的矢量控制整流算法,可以将直流母线维持
在700V甚至更高;
★ 相同功率情况下逆变模块电流降低; ★ 系统方案成本降低
4象限方案的电流模块选择
★ IGBT模块型号限制； ★ 直流母线电容耐压值限制; ★ 电梯曳引力需要;
浅谈电梯行业四象限变频器的方案选择
目录
四象限变频器基本情况
四象限变频器的原理简介
电梯行业四象限的方案选择
目录
四象限变频器基本情况
什么是四象限变频器?
Y
★ 两个数轴分别赋予不同的意义，这时四象 限就分别表示参数变化时物体运动或变化的四
个状态 ；
★四象限的定义是一种描述方法,不具有实际
意义；
X
★对于电动机:X=运转方向;Y=电磁转矩方向 ★对于变频器:X=电机运转方向;Y=整流方向