摘要：本文較詳細地論述了四象限矢量變頻器在應用中的相關技術,，包括應用條件,、制動原理、制動特點,、實施條件,、工作狀態(tài)、技術性能,、電路組成,、應用注意、以及高壓四象限變頻器的性能與技術參數(shù),、應用場合等內(nèi)容,。
1.引言-四象限矢量變頻器的概況
當電動機功率較大（≥100kW），設備GD2較大時，或是反復短時連續(xù)工作時,，從高速到低速的降速幅度較大,，且制動時間也較短時，為減少制動過程的能量損耗,，將動能變?yōu)殡娔芑仞伒诫娋W(wǎng)去,，以達到節(jié)能功效，可使用能量回饋制動裝置,。回饋制動條件有：
（1）電動機從高速（fH）到低速（fL）減速過程中,，頻率突減,，因電動機的機械慣性使得轉(zhuǎn)差s＜0，電動機處于發(fā)電狀態(tài),，這時的反電動勢E＞U（端電壓）,。
（2）從電動機在某一個fN運行，到停車時fN=0,，在這個過程中,，電動機出現(xiàn)發(fā)電運行狀態(tài)，這時反電動勢E＞U（端電壓）,。
（3）位能（或勢能）負載,，如起重機吊了重物下降時，出現(xiàn)實際轉(zhuǎn)速n大于同步轉(zhuǎn)速n0,，這時也出現(xiàn)電動機發(fā)電運行狀態(tài),，當然E＞U是必然的。
2.能量回饋制動原理
眾所周知,，一般通用變頻器其橋式整流電路是三相不可控的,，因此無法實現(xiàn)直流回路與電源間雙向能量傳遞，解決這個問題的最有效的辦法是采用有源逆變技術,，如圖1所示,。
圖1 變頻器與電源再生變流器組合時的連接電路
即將再生電能逆變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻率、同相位的交流電回饋電網(wǎng),，如圖2所示,，從而實現(xiàn)制動。
圖2 電流追蹤型PWM整流器組成
從圖2可知,，它采用了電流追蹤型PWM整流器組成方式,，這樣就容易實現(xiàn)功率的雙向流動，且具有很快的動態(tài)響應速度,，同時這樣的拓撲結(jié)構使得我們能夠完全控制交流側(cè)和直流側(cè)之間的無功和有功功率的交換,，且效率可高達97%，經(jīng)濟效益較大，熱損耗為能耗制動的1%,，同時不污染電網(wǎng),。所以，回饋制動特別適用于需要頻繁制動的場合,，電動機的功率也較大,，這樣節(jié)電效果明顯，按運行的工況條件不同,，平均約有20%的節(jié)電效果,。
3.能量回饋制動的特點
（1）可廣泛應用于PWM交流傳動的能量回饋制動場合的節(jié)能運行。
（2）回饋效率高,，可達97%,，熱損小，僅為能耗的1%,。
（3）功率因數(shù)約等于1.
（4）諧波電流較小,，對電網(wǎng)的污染很小，具有綠色環(huán)保的特點,。
（5）節(jié)省投資,，易于控制電源側(cè)的諧波和無功分量。
（6）在多電機傳動中,，每一單機的再生能量可以得到充分利用,。
（7）具有較大的節(jié)電效果（與電動機的功率大小及運行工況有關）
（8）當車間由共用直流母線為多臺設備供電時，回饋制動的能量可直接返回直流母線,，供給其它設備使用,。經(jīng)過核算可以節(jié)省回饋逆變器容量，甚至可以不用回饋逆變器,。
4.什么是四象限實施的條件（圖3）
實現(xiàn)能量回饋三個必要和充分條件
（1）負載必須是勢能或位能負載例電梯,、下運皮帶、礦井吊籠,、起重吊車（上下運動）等,。
（2）回饋裝置要保證三個電的參數(shù)，即相位差±5°,，電壓差±5V,，頻率差±0.5Hz，這樣方可將電能回饋送入電網(wǎng)去,。
（3）變頻器的主電路一般是電壓型CSV交-直-交拓撲電路方式,，其整流AC/DC電路，一定要用可控整流即IGBT組成,，即與逆變器DC/AC的PWM電路一樣,，而不是二極管,、三相六脈沖不可控整流。
