【干货学院】6RA80两象限装置与四象限装置简介

引言

6RA80是西门子推出的新一代直流调速器，从装置支持的运行状态来说，可以分为两象限装置和四象限装置两大类。本文将简单的介绍这两者的区别。

电机的运行状态

将电机的转速作为横坐标，转矩作为纵坐标，坐标系的四个象限分别对应电机的四种运行状态，分别为：正向电动、正向回馈、反向电动、反向回馈。

6RA80两象限装置和四象限装置的区别

两象限装置，电枢主回路是1个三相全控整流桥，可以在象限（正向电动）和第三象限（反向电动，需要励磁反向）运行。

四象限装置，电枢主回路由2个三相全控整流桥反并联组成，可以在四个象限运行。

电机的制动、反向过程分析

直流电机的转矩：

根据左手定则可知，通过改变电机的磁场方向（励磁电流方向）或者电枢电流方向可以改变电机的转矩方向，从而改变电机转向。

对于两象限装置而言，电机的转速反向过程如下：

1） 正向电动运行，整流器输出电压Uo的电压值大于电机反电势EMF电压值：

2） 速度给定反向，转矩设定值反向。

3） 本桥逆变，整流桥输出电压Uo反向，电枢电流快速下降到0：

4） 如果不使用励磁反向功能，由于可控硅的导通是单相的，电机是无法产生反向力矩的。当电枢电流降为0后，可控硅关断，电机随后靠机械阻力自由停车。有些客户在使用两象限装置驱动大惯量设备时，会发现电机的实际的停车时间大于p50304参数设置的斜坡时间，原因就在于此。

5） 如果使用励磁反向功能，则电机的磁场方向改变了，从而可以产生反向的力矩，电机可以在第三象限（反向电动）运行：Uo的电压值大于EMF电压值：

对于四象限装置而言，电机的转速反向过程如下：

1） 正向电动运行：Uo电压值大于EMF电压值：

2） 本桥逆变，整流桥输出电压Uo反向，电枢电流快速降为0：

3） 无转矩时间，逻辑无环流：电枢电流减到0后，附加一段无转矩时间。可以通过参数p50160，p50161，p50179来调整无转矩时间。

4） 反桥逆变，建立反向电枢电流，产生制动力矩快速制动，将电机机械能回馈到电网，Uo电压值小于EMF电压值：

5） 反桥整流，电机转速反向，反向电动运行，Uo电压值大于EMF电压值：

电机的转速由负变正的过程与上述类似。需要注意的是，在调速器的反桥逆变过程中，如果出现电网电压突降，或者可控硅没有正常的工作，会发生逆变颠覆，导致调速器过流甚至损坏功率器件。

装置的适用场合

四象限装置，适用于设备需要频繁改变转速方向或者对电机有快速制动要求的应用场合；其它场合，可以使用两象限装置。