四象限變頻器技術介紹

摘要：四象限變頻器一方面可以實現能量的雙向流動，另一方面在大功率運行的時候，對電網的污染小。本文簡單介紹了四象限變頻器的工作原理及控制方法，并從實際應用的角度，給出四象限變頻器各個部分的構成及作用。

關鍵詞：能量回饋 電流諧波  四象限變頻器

1、  引言

　　在上個世紀80年代末，交流變頻調速逐漸登上了工業傳動調速方式的歷史舞臺。變頻調速在調速范圍、調速精度、控制靈活、工作效率、使用方便等方面都有很大的優點，這使變頻調速成為最有發展前途的一種交流調速方式。

　　普通的變頻器大都采用二極管整流橋將交流電轉化成直流，然后采用IGBT逆變技術將直流轉化成電壓頻率皆可調整的交流電動機。這種變頻器只能工作在電動狀態，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，無法實現能量的雙向流動，所以沒有辦法將電機回饋系統的能量送回電網。在一些電動機要回饋能量的應用中，比如電梯，提升，離心機系統，只能在兩象限變頻器上增加電阻制動單元。將電動機回饋的能量消耗掉。另外，在一些大功率的應用中，二極管整流橋對電網產生嚴重的諧波污染。

　　IGBT功率模塊可以實現能量的雙向流動，如果采用IGBT做整流橋，用高速度、高運算能力的DSP產生PWM控制脈沖。一方面可以調整輸入的功率因數，消除對電網的諧波污染，讓變頻器真正成為“綠色產品”。另一方面可以將電動機回饋產生的能量反送到電網，達到徹底的節能效果。

　　吉納電機自2001年開始進行四象限變頻器開發和研制工作。到目前已經形成380V、660V兩個系列功率等級的成熟的產品和技術，并廣泛應用于煤礦和油田領域。

2、  四象限變頻器的工作原理

　　四象限變頻器的電路原理圖如圖1所示。

2.1工作原理

　　當電機工作在電動狀態的時候，整流控制單元的DSP產生6路高頻的PWM脈沖控制整流側的6個IGBT的開通和關斷。IGBT的開通和關斷與輸入電抗器共同作用產生了與輸入電壓相位一致的正弦電流波形，這樣就消除了二極管整流橋產生的6K