Los proveedores de convertidores de frecuencia de cuatro cuadrantes le recuerdan que la mayoría de los convertidores de frecuencia comunes utilizan puentes rectificadores de diodos para convertir la CA en CC y, a continuación, utilizan tecnología de inversor IGBT para convertir la CC en CA con voltaje y frecuencia ajustables. Este tipo de convertidor de frecuencia solo puede funcionar en modo eléctrico, por lo que se denomina convertidor de frecuencia de dos cuadrantes. Debido al uso de un puente rectificador de diodos en el convertidor de frecuencia de dos cuadrantes, es imposible lograr un flujo de energía bidireccional, por lo que no es posible devolver la energía del sistema de retroalimentación del motor a la red eléctrica. En algunas aplicaciones donde los motores eléctricos necesitan retroalimentación de energía, como ascensores, elevadores y sistemas centrífugos, solo se puede añadir una unidad de frenado por resistencia al convertidor de frecuencia de dos cuadrantes para consumir la retroalimentación de energía del motor eléctrico. Además, en algunas aplicaciones de alta potencia, los puentes rectificadores de diodos causan una grave contaminación armónica a la red eléctrica.
Para permitir que el convertidor de frecuencia funcione en el estado de generación de energía, retroalimente la energía de frenado a la red, reduzca el consumo de energía y logre el funcionamiento en cuatro cuadrantes, generalmente existen dos métodos:
1. Equipar el convertidor de frecuencia con una o más unidades de realimentación de energía. Estas unidades pueden conectarse en paralelo para realimentar energía a la red, pero no pueden ajustar automáticamente la tensión del bus, los armónicos ni los factores de potencia. Este método es económico y puede reducir el consumo de energía hasta cierto punto, pero su efecto es relativamente bajo y no ofrece ninguna función de optimización ni protección para el funcionamiento del convertidor de frecuencia.
2. Equipar un convertidor de frecuencia con un front-end activo, comúnmente conocido como AFE, permite lograr una rectificación controlable y retroalimentación de energía. La tensión del bus y el factor de potencia se pueden ajustar, reduciendo eficazmente los armónicos. Dentro de un cierto rango, el impacto de las fluctuaciones de la tensión del bus se puede ignorar prácticamente. Este método es eficaz, pero su coste es relativamente elevado. Se suele utilizar en situaciones donde los requisitos de factor de potencia son altos o se requiere frenado frecuente, como en ascensores, operaciones de elevación y descenso en minas, etc.
Introducción a Active Front End AFE
El front-end activo permite una rectificación y retroalimentación de energía controlables. Nuestro MD050 es un front-end activo, diferente de las unidades de retroalimentación de energía convencionales. El procesador del front-end activo es un chip DSP de alta velocidad que permite una rectificación controlable. El factor de potencia es muy alto, generalmente hasta el 99%, y el armónico es muy bajo, generalmente inferior al 5%. La tensión del bus es ajustable, e incluso si la tensión de entrada fluctúa, garantiza una tensión de bus constante dentro de un rango determinado.