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电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。
1、回馈制动：电机第一象限运行时调小输入电压U，使电枢反电势Em>U。
2、能耗制动：电机第一象限运行时输入电压置0，使电机运行在第二象限。
3、反接制动：电机第一象限运行时输入电压置取反，使电机从第二象限向第四象限过渡。
比如:单片机输出PWM给H桥来实现直流电机调速,还有什么方法来实现调速PWM的H型属于调压调速。
PWM的H桥只能实现大功率调速。
国内的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速。
还有弱磁调速，通过适当减弱励磁磁场的办法也可以调速。
不同的需要，采用不同的调速方式，应该说各有什么特点。
1.在全磁场状态，调电枢电压，适合应用在0~基速以下范围内调速。
不能达到电机的最高转速。
2.在电枢全电压状态，调激磁电压，适合应用在基速以上，弱磁升速。
不能得到电机的较低转速。
3.在全磁场状态，调电枢电压，电枢全电压之后，弱磁升速。
适合应用在调速范围大的情况。
这是直流电机最完善的调速方式，但设备复杂，造价高。
改变电机的电压就可以改变转速了。
改变电压的方法很多，最常见的一定是PWM脉宽调制，调节电机的输入占空比就可以控制电机的平均电压，控制转速。
电机调速一般分为三个级，控制级，驱动级和反馈级。
单片机属于前端的控制级，只需要能够产生可调的PWM波形就可以（很多单片机都有专用PWM输出功能，有定时器就能做到）。
驱动级，在控制级后。
因为单片机弱电不能直接驱动电机这样的强电，所以需要用功率开关器件（如MOSFET等）来驱动电机。
基本思路就是通过弱点控制强电。
通常，驱动级和控制级还需要电气隔离（光耦器件）保证安全。
反馈级是为了实现精确调速的。
一般是电流反馈，也有用转速反馈的，也有电流转速双闭环反馈控制的。
PWM输出的占空比具体是多少由单片机通过反馈的信息综合运算得到（是负反馈控制）。
基本思路如上，具体的原理图要看你具体的电机（类型不同，输入电压不同，功率不同原理图各异）。
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。
三相异步电动机能耗制动、反接制动和发电反馈制动
电动机在切断电源的同时给电动机一个和实际转向相反的电磁力矩（制动力矩）使电动迅速停止的方法。
最常用的方法有：能耗制动和反接制动。
（1）能耗制动
电动机切断交流电源的同时给定子绕组的任意二相加一直流电源，以产生静止磁场，依靠转子的惯性转动切割该静止磁场产生制动力矩的方法。
（2）反接制动
在电动机切断正常运转电源的同时改变电动机定子绕组的电源相序，使之有反转趋势而产生较大的制动力矩的方法。
反接制动的实质：使电动机欲反转而制动，因此当电动机的转速接近零时，应立即切断反接转制动电源，否则电动机会反转。
实际控制中采用速度继电器来
自动切除制动电源。
（3）发电反馈制动
电动机转速超过旋转磁场的转速时，电磁转矩的方向与转子的运动方向相反，从而限制转子的转速，起到了制动作用。
因为当转子转速大于旋转磁场的转速时，有电能从电动机的定子返回给电源，实际上
这时电动机已经转入发电机运行，所以这种制动称为发电反馈制动。
三相异步电动机制动简析张利团（太原科技大学运城工学院，山西运城044000）摘要：工程机械中，常常需要生产设备进行及时、准确地停车，这就要对拖动的电动机进行制动。
电气制动就是要给电动机一个与转动方向相反的转矩，使它迅速停转或限制其转速，现就电气制动的方法及原理进行探讨。
关键词：电气制动；反接制动；能耗制动；回馈制动0引言在实际生产过程中，当生产机械切断电源后，由于机械惯性，三相异步电动机的转子需经过一段时间才能停止运转。
而起重机的吊钩要求准确定位，万能铣床的主轴要求迅速停车，升降机在突然停电后需要安全保护和准确定位控制，这些都需要对拖动的电动机进行有效的制动。
本文将讨论常用的电气制动方法及工作原理。
电气制动特点：（1）电磁转矩T 与转速方向n 反向；（2）制动不一定都减速。
电气制动的优点：安全、环保、简便、高效。
三相异步电动机电气制动的方法有反接制动、能耗制动和回馈制动三种。
1反接制动三相异步电动机的反接制动可分为电源反接制动和倒拉反接制动，本文重点介绍后者。
1.1电源反接制动电源反接后，产生的电磁转矩T 反向，对转子转速n 来说是制动力矩，则转速迅速下降。
注意：（1）当转速n →0时，应迅速切断电源，防止反向启动。
（离心式开关）当转速n ＜100r /min 时，将自动切断电源。
（2）笼型电机只能在定子绕组上串电阻，故不可频繁使用。
1.2倒拉反接制动重物“倒拉着”电机匀速运行，称为“倒拉反接制动”（图1）。
（1）电机原运行于a 点，提升重物。
（2）在转子回路中串入较大电阻R b ，转子由于惯性，转速来不及变化，由a →b ，T b ＜T L ，由b 点开始减速。
（3）当n =0时，T c 仍小于T L ，则在重力作用下拖动电动机反向旋转，n ＜0，T 为制动转矩，电动机进入反接制动状态。
（4）在重力负载作用下，电动机反向加速，到达d 点时，转矩达到新的平衡T d =T L ，重物“倒拉”着电机稳定运行。
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。
电力传动自动控制系统练习题(电力拖动部分)哈尔滨工业大学第1章 电力传动系统基础一、选择题1. 电力拖动系统运动方程式中的GD 2反映了（ ）。
A 旋转体的重量和直径平方的乘积，它没有任何物理意义B 系统机械惯性的一个整体物理量C 系统储能的大小，它不是一个整体物理量D 以上三种都对2. 恒功率负载的特点是（ ）。
A 负载转矩与转速的乘积为一常数B 负载转矩与转速成反比变化C 恒功率负载特性是一条双曲线D 以上都对3. 反抗性恒转矩负载特性是位于第（ ）象限的竖直线。
A 1、2B 1、3C 1、4D 2、44. 位能性恒转矩负载特性是位于第（ ）象限的竖直线。
A 1、2B 1、3C 1、4D 2、4二、填空题1. 电力拖动系统的电磁转矩和负载转矩分别用L em T T 、表示，当（ ）时系统处于加速运行状态，当（ ）时系统处于减速运行状态。
2. 选定电动机转速n 的方向为正，若电磁转矩0>em T ，则em T 的方向与n 的方向（ ），若负载转矩0>L T ，则L T 的方向与n 的方向（ ）。
3. 选定电动机转速n 的方向为正，若电磁转矩0<em T ，则em T 的方向与n 的方向（ ），若负载转矩0<L T ，则L T 的方向与n 的方向（ ）。
4. 生产机械的负载性质基本上可归纳为三大类，它们分别是( )、( )和（ ）。
5. 反抗性恒转矩负载是指负载转矩的大小恒定不变，其方向与转速的方向（ ），其负载转矩特性位于第（ ）象限。
6. 位能性恒转矩负载是指负载转矩的大小恒定不变，其方向与转速的方向（ ），其负载转矩特性位于第（ ）象限。
7. 电动机的运动方程式为：dt dn GD T T L em3752=-，式中，GD 2称为旋转系统的（ ），dtdn GD 3752称为系统的（ ）。
三、简答题1. 简述恒转矩负载特性、恒功率负载特性、泵与风机负载特性的特点。
