四象限运行模式_四象限变频器原理及系统构成

四象限变频器的工作原理

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，四象限变频器工作在第一、第三象限。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。输入电抗器的主要功能是电流滤波。

四象限变频器的系统构成

主回路的构成：预充电电路，输入电抗、智能功率模块，电解电容和输出电抗。各部分的功能列举如下：

预充电电路：由交流接触器、功率电阻组成及相应的控制回路。四象限变频器主要功能是系统上电时，完成对直流母线电容的预充电。避免上电时强大的冲击电流烧坏功率模块。

输入电抗器：电动状态下起储能作用，形成正弦电流波形。回馈状态下，起滤波作用，滤掉电流波形的高频成分。

智能功率模块(SkiiP)：整流侧和逆变侧IGBT、隔离驱动、电流检测以及各种保护监测功能。

电解电容：储能，滤波。

输出电抗：降低输出dv/dt，对电机起到一定的保护作用。

控制部分组成：四象限变频器系统辅助电源模块，预充电控制，功率接口板，DSP控制板及人机接口板。

系统辅助电源产生系统控制所需的5V,15V和24V电源。

预充电控制用于控制预充电交流接触器的动作。

功率接口板反馈系统控制所需的电流信号，电压信号及温度信号，并且传递PWM控制波形到驱动板。接口板要对信号进行滤波处理。

DSP控制板完成整流，逆变PWM控制算法，系统的大脑。

人机接口板显示变频器运行的各种状况以及用户参数输入。

四象限运行

无论是两象限的变频器还是四象限的变频器，都是四象限变频器本身所具有的特性，它是针对变频器而言的。而我们所说的四象限运行是针对电机的，它和四象限变频器是完全不同的两个概念。只不过是两象限变频器要想使电机四象限运行必须添加相应的功能模块，即制动单元和制动电阻，而四象限变频器则不需要添加任何外围硬件就可以满足电机四象限运行。

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