تأمینکننده واحد بازخورد به شما یادآوری میکند که مبدلهای فرکانسی وجود دارند که نیازی به واحدهای یکسوسازی ندارند و به عنوان مبدلهای فرکانس AC-AC شناخته میشوند. با این حال، بخش عمدهای از بازار شامل مبدلهای فرکانس AC-DC-AC است که حاوی واحدهای یکسوساز هستند. این الگویی است که توسط درجه خاصی از رقابت فناوری و بازار شکل گرفته است. مبدلهای فرکانس AC-DC-AC ارزانتر تولید میشوند و قابل اعتمادتر و برای استفاده بالغتر هستند، بنابراین همه از آنها استفاده میکنند. در واقع، این امر با برخی از قوانین تحقیقات علمی بشر نیز مطابقت دارد.
برای مثال، صداهای ما اکنون باید دیجیتالی شوند، به کدهای ساده ۰-۱ تبدیل شوند و سپس قبل از تبدیل شدن به صداهای واقعی به مکانهای دور منتقل شوند. از آنجا که چیزهای ساده به راحتی قابل اندازهگیری و پردازش هستند، ما تمایل داریم منحنیهای پیچیده را خطی کنیم و سپس از روشهای خطی برای تقریب و شبیهسازی فرآیندهای پیچیده دنیای واقعی استفاده کنیم.
مبدل فرکانس AC-DC-AC ابتدا برق AC را به برق DC تبدیل میکند و سپس آن را از طریق برش IGBT دوباره به برق AC تبدیل میکند. پردازش برق DC ورودی در حین برش نسبتاً آسان است زیرا خطی است. از دیدگاه حساب دیفرانسیل و انتگرال، تا زمانی که به بلوکهای کوچک زیادی تقسیم شود، اثر تجمعی آن مانند موج سینوسی است. دستگاههای IGBT فقط میتوانند روشن و خاموش شوند، بنابراین برای پردازش سیگنالهای بلوکی مناسبتر هستند.
بنابراین ابتدا، AC را به DC تبدیل کنید، که ممکن است یک فرآیند اضافی به نظر برسد، اما در واقع، «تیز کردن چاقو به معنای بریدن چوب نیست»، به هر حال بسیار آسانتر است. علاوه بر این، ماژولهای یکسوکننده و خازنها دستگاههای الکترونیکی نسبتاً سنتی و بالغی هستند که قیمت نسبتاً ارزانتری دارند و فقط اندازه آنها کمی بزرگتر است.
مبدلهای فرکانس AC-DC-AC کاملاً رایج هستند و از یک یکسوساز، یک سیستم فیلتر و یک اینورتر تشکیل شدهاند. یکسوساز یک یکسوساز کاملاً کنترلشده است که از یک یکسوساز پل سه فاز دیودی کنترلنشده یا یک ترانزیستور توان بالا تشکیل شده است، در حالی که اینورتر یک مدار پل سه فاز متشکل از ترانزیستورهای توان بالا است. عملکرد آن دقیقاً برعکس یکسوساز است که توان DC ثابت را به توان AC با ولتاژ و فرکانس قابل تنظیم تبدیل میکند.
مرحله فیلترینگ میانی از خازنها یا راکتورها برای فیلتر کردن ولتاژ یا جریان یکسو شده استفاده میکند. با توجه به مراحل مختلف فیلترینگ میانی DC، مبدلهای فرکانس AC-DC-AC را میتوان به دو نوع تقسیم کرد: نوع ولتاژی و نوع جریانی. با توجه به عوامل مختلفی مانند روشهای کنترل و طراحی سختافزار، اینورترهای نوع ولتاژی به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند. آنها در مبدلهای فرکانس اتوماسیون صنعتی (با استفاده از کنترل VVVF با ولتاژ متغیر و فرکانس متغیر و غیره) و منابع تغذیه بدون وقفه (UPS، با استفاده از کنترل CVCF با ولتاژ ثابت و فرکانس ثابت) در حوزههای فناوری اطلاعات و منبع تغذیه کاربرد دارند.
البته، این به آن معنا نیست که توسعه مبدلهای فرکانس AC-AC متوقف شده است. مبدل فرکانس ماتریسی نوع جدیدی از مبدل فرکانس مستقیم AC-DC-AC است که از نه آرایه سوئیچ تشکیل شده است که مستقیماً بین ورودی و خروجی سه فاز متصل شدهاند. مبدل ماتریسی لینک DC میانی ندارد و خروجی آن از سه سطح با محتوای هارمونیکی نسبتاً کم تشکیل شده است. مدار قدرت آن ساده و جمع و جور است و میتواند ولتاژ بار سینوسی را با فرکانس، دامنه و فاز قابل کنترل تولید کند. ضریب توان ورودی یک مبدل ماتریسی قابل کنترل است و میتواند در چهار ربع کار کند، اگرچه مبدلهای ماتریسی مزایای زیادی دارند.
با این حال، در طول فرآیند کموتاسیون آن، دو سوئیچ نمیتوانند همزمان هدایت یا خاموش شوند، که پیادهسازی آن دشوار است. به عبارت ساده، الگوریتم هنوز کامل نشده است. یک عیب عمده مبدلهای ماتریسی، قابلیت کم ولتاژ خروجی حداکثر و تحمل ولتاژ بالای دستگاه است. علاوه بر این، اگرچه به واحدهای یکسوسازی نیاز ندارد، اما 6 دستگاه سوئیچینگ بیشتر از مبدلهای فرکانس AC-DC-AC دارد.