Miért kell egy frekvenciaváltónak egyenirányítania, majd invertálnia?

A visszacsatoló egység szállítója emlékeztet arra, hogy léteznek olyan frekvenciaváltók, amelyek nem igényelnek egyenirányító egységet, ezeket AC-AC frekvenciaváltóknak nevezik. A piac túlnyomó többségét azonban az AC-DC-AC frekvenciaváltók teszik ki, amelyek egyenirányító egységeket tartalmaznak. Ez egy bizonyos fokú technológiai és piaci verseny által kialakított minta. Az AC-DC-AC frekvenciaváltók olcsóbban gyárthatók, megbízhatóbbak és kiforrottabbak a használatukban, így mindenki használja őket. Valójában ez összhangban van az emberi tudományos kutatás egyes törvényeivel is.

Például a hangunkat ma már digitalizálni kell, egyszerű 0-1 kódokká kell alakítani, majd távoli helyekre kell továbbítani, mielőtt valódi hangokká válna. Mivel az egyszerű dolgokat könnyű számszerűsíteni és feldolgozni, hajlamosak vagyunk linearizálni az összetett görbéket, majd linearizált módszereket használni az összetett valós folyamatok közelítésére és szimulálására.

Az AC-DC-AC frekvenciaváltó először a váltakozó áramot egyenárammá alakítja, majd IGBT-aprítással visszaalakítja váltakozó árammá. A bemeneti egyenáram feldolgozása aprítás közben viszonylag egyszerű, mivel lineáris. A számítás szempontjából, amíg sok kis blokkra van osztva, az összesített hatás megegyezik a szinuszhulláméval. Az IGBT eszközök csak be- és kikapcsolhatók, így alkalmasabbak blokkjelek feldolgozására.

Tehát először is alakítsd át a váltóáramot egyenárammá, ami egy további folyamatnak tűnhet, de valójában „a kés élezése nem téveszti el a fa aprítását”, amúgy is sokkal egyszerűbb. Ráadásul az egyenirányító modulok és kondenzátorok viszonylag hagyományos és kiforrott elektronikus eszközök, amelyek ára viszonylag olcsóbb, csak méretükben valamivel nagyobb.

Az AC-DC-AC frekvenciaváltók meglehetősen gyakoriak, egyenirányítóból, egy szűrőrendszerből és egy inverterből állnak. Az egyenirányító egy teljesen szabályozott egyenirányító, amely egy diódás háromfázisú hídkapcsolású, szabályozatlan egyenirányítóból vagy egy nagy teljesítményű tranzisztorból áll, míg az inverter egy háromfázisú hídkapcsolás, amely nagy teljesítményű tranzisztorokból áll. Funkciója pontosan ellentétes az egyenirányítóéval, amely állandó egyenáramot alakít át állítható feszültségű és frekvenciájú váltóárammá.

A közbenső szűrőfokozat kondenzátorokat vagy reaktorokat használ az egyenirányított feszültség vagy áram szűrésére. A különböző közbenső DC szűrőfokozatoknak megfelelően az AC-DC-AC frekvenciaváltók két típusra oszthatók: feszültség- és áramtípusra. Különböző tényezők, például a vezérlési módszerek és a hardvertervezés miatt a feszültségtípusú inverterek széles körben használatosak. Ezeket ipari automatizálási frekvenciaváltókban (változó feszültségű, változó frekvenciájú VVVF vezérléssel stb.) és szünetmentes tápegységekben (UPS, állandó feszültségű, állandó frekvenciájú CVCF vezérléssel) alkalmazzák az informatikai és tápellátási területeken.

Természetesen ez nem jelenti azt, hogy az AC-AC frekvenciaváltók fejlesztése leállt. A mátrix frekvenciaváltó egy új típusú AC-DC-AC direkt frekvenciaváltó, amely kilenc kapcsolótömbből áll, amelyek közvetlenül a háromfázisú bemenet és kimenet között vannak csatlakoztatva. A mátrix átalakítónak nincs közbenső egyenáramú kapcsolata, és a kimenete három, viszonylag alacsony harmonikus tartalmú szintből áll; Teljesítményáramköre egyszerű, kompakt, és szabályozható frekvenciával, amplitúdóval és fázissal képes szinuszos terhelésfeszültséget kiadni; A mátrix átalakító bemeneti teljesítménytényezője szabályozható, és négy negyedben működhet, bár a mátrix átalakítóknak számos előnyük van.

A kommutációs folyamat során azonban nem engedélyezett két kapcsoló egyidejű vezetése vagy kikapcsolása, ami nehezen valósítható meg. Egyszerűen fogalmazva, az algoritmus még nem kiforrott. A mátrixátalakítók egyik fő hátránya az alacsony maximális kimeneti feszültségképességük és a magas eszközfeszültség-tűrésük. Ezenkívül, bár nem igényel egyenirányító egységeket, 6-tal több kapcsolóeszközzel rendelkezik, mint az AC-DC-AC frekvenciaváltók.