בתעשיית החשמל והחשמל, ממירי תדר משמשים בעיקר לשימור אנרגיה ולשיפור תהליכי ייצור. כמכשירים לחיסכון באנרגיה ולוויסות מהירות למנועים, הם נמצאים בשימוש נרחב במטלורגיה, חשמל, אספקת מים, נפט, כימיה, פחם ותחומים אחרים. מהות יחידת משוב האנרגיה של ממיר התדר היא היפוך אקטיבי. שיטת היישום של יחידת משוב האנרגיה של ממיר התדר הכללי היא הזנת האנרגיה המתחדשת לרשת באמצעות ממירים תלת פאזיים אנטי-מקביליים במיישר הבלתי מבוקר של השלב הקדמי של ממיר התדר הכללי. המעגל הראשי של יחידת משוב האנרגיה מורכב בעיקר מגשר ממיר המורכב מתיריסטורים, IGBTs, מודולי IPM וכמה מעגלים היקפיים.
קצה הפלט של גשר המהפך מחובר להדקים R, S ו-T של ממיר התדרים דרך שלושה כורי משנק, וקצה הקלט מחובר להדק החיובי של צד הזרם הישר של ממיר התדרים האוניברסלי דרך דיודת בידוד כדי להבטיח את זרימת האנרגיה החד-כיוונית לכיוון "רשת גשר המהפך הפעילה של ממיר התדרים". תפקידו של כורי משנק הוא לאזן את הפרשי המתח, להגביל את הזרם ולסנן, תוך משחק תפקיד מפתח במשוב של אנרגיה רגנרטיבית לרשת החשמל.
תהליך העבודה של המערכת הוא: כאשר המנוע פועל, התקן הממיר הפעיל אינו פועל, וצינורות המתג של הממיר חסומים כולם ונמצאים במצב כבוי; כאשר המנוע נמצא במצב ייצור חשמל רגנרטיבי, אנרגיה מוזנת חזרה לרשת החשמל על ידי המנוע, ויש להפעיל את התקן הממיר הפעיל כדי שיפעל.
הפעלת התקן הממיר הפעיל במהלך משוב אנרגיה נשלטת על ידי גודל מתח צד הישר Ud של ממיר התדר. הבסיס הוא שכאשר המנוע נמצא במצב חשמלי, מתח צד הישר של ממיר התדר נשאר קבוע באופן מהותי. כאשר המנוע נמצא במצב בלימה של ייצור, אנרגיית ההתחדשות של מנוע AC טוענת את קבל אחסון האנרגיה בקישור הישר האמצעי של ממיר התדר, וגורמת למתח אפיק הישר לעלות. כל עוד גודל ה-Ud מזוהה, ניתן לקבוע את מצב המנוע, ולשלוט בהתקן הממיר הפעיל כדי להשיג משוב אנרגיה.
כאשר האנרגיה מוזנת בחזרה לצד הזרם הישר על ידי המנוע, מה שגורם למתח אפיק הזרם הישר לעלות על מתח השיא של קו רשת החשמל, גשר המיישר של ממיר התדרים האוניברסלי יכבה עקב המתח ההפוך; כאשר מתח אפיק הזרם הישר ממשיך לעלות ועולה על מתח העבודה ההתחלתי הפעיל של הממיר, הממיר מתחיל לפעול, ומזין אנרגיה בחזרה לרשת מצד הזרם הישר; כאשר מתח אפיק הזרם הישר יורד למתח ההפעלה של הממיר, הממיר הפעיל כבוי.
באמצעות שימוש בממיר אקטיבי כדי להחזיר את האנרגיה המשוחזרת הנוצרת במהלך האטת המנוע ובלימה לרשת החשמל, ממיר תדרים אוניברסלי יכול להתגבר על היעילות הנמוכה והקושי בעמידה בדרישות הבלימה המהירה והסיבוב קדימה/אחורה תכוף הנגרמים מהשימוש המסורתי בנגדים של בלימה, מה שמאפשר לממיר התדרים האוניברסלי לפעול בארבעה רבעים.
1) מערכת בקרת משוב אנרגיה
מערכת בקרת משוב אנרגיה מלאה צריכה לעמוד בתנאי הבקרה של פאזה, מתח, זרם וכו', מה שמחייב סינכרון של תהליך המשוב עם פאזת הרשת, ויש להפעיל את התקן הממיר הפעיל רק כאשר מתח אפיק הזרם הישר עולה על ערך מסוים; המערכת צריכה להיות מסוגלת לשלוט בגודל זרם המשוב, ובכך לשלוט במומנט הבלימה של המנוע ולהשיג בלימה מדויקת.
2) שני סוגים של יחידות משוב אנרגטיות של ממירי תדר אוניברסליים
בעבר, המעגל הראשי של יחידות משוב אנרגיה הורכב בעיקר מתיריסטורים ו-IGBTs. בשנים האחרונות, סוגים חדשים של יחידות משוב אנרגיה השתמשו גם במודולים חכמים כמו IPM כדי לפשט את מבנה המערכת של יחידות משוב אנרגיה.
(1) יחידת משוב אנרגטית של תיריסטור:
מעגל משוב האנרגיה הראשי מורכב ממכשירי תיריסטור, שהם גם יחידת משוב אנרגיה מוקדמת. הוא משמש לא רק בממירי תדר, אלא גם בבלימת מערכות בקרת מהירות הפיכות DC מסוימות.
① מצב עבודה קדימה של ממיר תדר אוניברסלי: כאשר המנוע נמצא במצב חשמלי, מיישר הממיר של ממיר התדר פועל, בעוד שהתקן התיריסטור ביחידת משוב האנרגיה אינו מופעל ונמצא במצב ניתוק, והמיישר פועל בכיוון קדימה. חלק המהפך הנשלט של המהפך מופעל לפעולה, חלק היישור ההפוך הבלתי נשלט נמצא במצב ניתוק, והמהפך נמצא בפעולה קדימה.
② מצב עבודה הפוך של ממיר תדר אוניברסלי: כאשר המנוע נמצא במצב ייצור, מיישר התדר של ממיר התדר נמצא במצב ניתוק, והתקני התיריסטורים ביחידת משוב האנרגיה מופעלים לפעולה. חלק הממיר הנשלט של הממיר עדיין מופעל לפעולה, חלק היישור ההפוך הבלתי נשלט נמצא במצב עבודה, והממיר עובד במצב הפוך.
(2) יחידת משוב אנרגטי של IGBT:
מעגל משוב האנרגיה הראשי מורכב מהתקני IGBT, הנפוצים ביותר בממירי תדר כלליים. דיודת הגלגל החופשי המשולבת עם התקני IGBT אינה יכולה לשמש כהתקן מיישר עקב מגבלת דיודת הבידוד המחוברת לצד הזרם הישר. עלותו אמורה להיות גבוהה יותר מזו של יחידת משוב האנרגיה של התיריסטור.
① מצב עבודה קדמי של ממיר התדר האוניברסלי: כאשר המנוע נמצא במצב חשמלי, מיישר הממיר של ממיר התדר פועל, בעוד שהתקן ה-IGBT ביחידת משוב האנרגיה אינו מופעל ונמצא במצב ניתוק, והמיישר פועל בכיוון קדימה. התקני ה-IGBT בממיר מופעלים לפעולה, וחלק היישור ההפוך הבלתי מבוקר נמצא במצב ניתוק, בעוד שהממיר נמצא בפעולה קדמית.
② מצב עבודה הפוך של ממיר תדר אוניברסלי: כאשר המנוע נמצא במצב ייצור, מיישר הממיר של ממיר התדר נמצא במצב ניתוק, והתקן ה-IGBT ביחידת משוב האנרגיה מופעל לפעולה. התקני ה-IGBT בממיר עדיין מופעלים לפעולה, וחלק היישור ההפוך הבלתי מבוקר פועל, מה שגורם לממיר לעבוד במצב הפוך.