「电机知识节选」什么是电机的单象限和四象限?

adminadmin 2025-05-25 188 阅读


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:

4、怎样实现变频器的4象限驱动功能?

采用英国CT的Unidriver系列交流驱动器、还有ABB、西门子的变频器都可以实现四象限驱动功能。使用时,电机要换成交流电机,同时,变频器要配能耗单元,有两种方式可选。

⑴采用制动单元+制动电阻,将电机反相时产生的方向再生电流消耗掉,否则易烧毁变频器或引起变频器跳闸。

5、关于直流电机传动设备的4象限运行:

开卷和收卷这样的恒功率负载,卷的半径小的时候,力臂短,扭矩小,电机的转速高;卷的半径大的时候,力臂长,扭矩大,电机的转速低,这样也能实现收放卷线速度的恒定,当然要检测卷的半径。对于这样的恒功率负载,我认为应该选择基速(就是定子最高电压所对应的速度)较小的电机,更大的速度范围为弱磁升速,这样才能充分发挥电机的效能。

同样,交流异步电机的变频调速也有基速上下之分,只不过基速之下是变频变压(φ恒定)恒扭矩调速;基速之上为恒压升频(φ减小)恒功率调速.

The End

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