Les fournisseurs d'unités de rétroaction énergétique rappellent qu'avec le développement de l'ère industrielle, la technologie de régulation de vitesse à fréquence variable est devenue un axe de développement majeur des technologies modernes de transport d'énergie. Au cœur du système de régulation de vitesse à fréquence variable, les performances du convertisseur de fréquence sont de plus en plus déterminantes pour la qualité de la régulation. Outre les caractéristiques intrinsèques du convertisseur lors de sa fabrication, la méthode de commande adoptée est également cruciale.
Classification des convertisseurs de fréquence
1. Classés selon la nature de l'alimentation en courant continu :
a. Convertisseur de fréquence à courant. Ce type de convertisseur utilise une inductance de forte valeur comme tampon d'énergie au niveau du bus DC central afin de compenser la puissance réactive, c'est-à-dire d'atténuer les variations de courant et de stabiliser la tension à une valeur proche de la sinusoïde. Du fait de la résistance interne élevée de ce bus DC, il est appelé convertisseur de fréquence à source de courant (ou convertisseur à courant). Son principal avantage réside dans sa capacité à compenser les variations fréquentes et rapides du courant de charge. Il est souvent utilisé lorsque ce courant varie considérablement.
b. Convertisseur de fréquence à tension variable. Ce type de convertisseur se caractérise par l'utilisation d'un condensateur de grande capacité comme élément de stockage d'énergie au niveau du bus CC intermédiaire. Ce condensateur amortit la puissance réactive de la charge. La tension CC est relativement stable et la résistance interne de l'alimentation CC est faible, ce qui le rend équivalent à une source de tension. C'est pourquoi on l'appelle convertisseur de fréquence à tension variable ; il est souvent utilisé lorsque la tension de la charge varie fortement.
2. Classés selon le mode de fonctionnement du circuit principal :
a. Convertisseur de fréquence à tension. Dans un convertisseur de fréquence à tension, le circuit redresseur ou hacheur génère la tension continue requise par le circuit onduleur et la fournit en sortie après lissage par le condensateur du circuit intermédiaire CC. Le circuit redresseur et le circuit intermédiaire CC servent de sources de tension continue. La tension continue fournie par la source est convertie en une tension alternative à la fréquence requise par le circuit onduleur.
b. Convertisseur de fréquence à courant continu. Dans un convertisseur de fréquence à courant continu, le circuit redresseur fournit un courant continu et le lisse grâce à la réactance du circuit intermédiaire avant de le distribuer. Le circuit redresseur et le circuit intermédiaire à courant continu fonctionnent comme des sources de courant. Le courant continu produit par la source de courant est converti en courant alternatif à la fréquence requise dans le circuit onduleur, puis distribué à chaque phase de sortie pour alimenter le moteur.
3. Classés selon la force de commutation :
a. Commande PAM. La commande PAM, abréviation de commande par modulation d'amplitude d'impulsion, est une méthode de commande qui contrôle l'amplitude de la tension (courant) de sortie dans le circuit redresseur et la fréquence de sortie dans le circuit onduleur ;
b. Commande PWM. La commande PWM, abréviation de Pulse Width Modulation, est une méthode de commande qui contrôle simultanément l'amplitude et la fréquence de la tension (courant) de sortie dans le circuit de l'onduleur ;
c. Commande PWM à haute fréquence porteuse. Cette méthode de commande représente une amélioration de la commande PWM classique et permet de réduire le bruit de fonctionnement du moteur. La fréquence porteuse est augmentée jusqu'à une fréquence audible par l'oreille humaine (10-20 kHz) ou plus, ce qui permet de réduire le bruit du moteur.
4. Classer selon les étapes de transformation :
a. Il peut être divisé en convertisseurs de fréquence AC-AC. Convertissant directement le courant alternatif à fréquence industrielle en courant alternatif à fréquence et tension réglables, également connu sous le nom de convertisseur de fréquence direct ;
b. Convertisseur de fréquence AC-DC-AC. Ce convertisseur de fréquence universel, largement utilisé, convertit d'abord le courant alternatif en courant continu à l'aide d'un redresseur, puis reconvertit le courant continu en courant alternatif à fréquence et tension réglables. Il est également connu sous le nom de convertisseur de fréquence indirect.