Dobavitelji štirikvadrantnih frekvenčnih pretvornikov vas opominjajo, da večina običajnih frekvenčnih pretvornikov uporablja diodne usmerniške mostove za pretvorbo izmenične energije v enosmerno energijo, nato pa za pretvorbo enosmerne energije v izmenično energijo z nastavljivo napetostjo in frekvenco uporabljajo tehnologijo inverterja IGBT. Ta vrsta frekvenčnega pretvornika lahko deluje samo v električnem načinu, zato se imenuje dvokvadrantni frekvenčni pretvornik. Zaradi uporabe diodnega usmerniškega mostu v dvokvadrantnem frekvenčnem pretvorniku ni mogoče doseči dvosmernega pretoka energije, zato ni mogoče vračati energije iz sistema povratne zanke motorja v električno omrežje. V nekaterih aplikacijah, kjer elektromotorji potrebujejo povratno zanko energije, kot so dvigala, dvigala in centrifugalni sistemi, je mogoče dvokvadrantnemu frekvenčnemu pretvorniku dodati le uporovno zavorno enoto, ki porablja povratno energijo elektromotorja. Poleg tega v nekaterih aplikacijah z veliko močjo diodni usmerniški mostovi povzročajo resno harmonično onesnaženje električnega omrežja.
Da bi frekvenčni pretvornik lahko deloval v stanju proizvodnje električne energije, posredoval zavorno energijo omrežju, zmanjšal porabo energije in dosegel štirikvadrantno delovanje, sta običajno na voljo dve metodi:
1. Frekvenčni pretvornik opremite z eno ali več enotami za povratno zanko energije, ki jih je mogoče vzporedno priključiti za povratno zanko energije v omrežje, vendar ne morejo samodejno prilagajati napetosti vodila, harmonikov in faktorjev moči. Ta metoda je cenovno ugodna in lahko do neke mere zmanjša porabo energije, vendar je učinek relativno majhen in nima funkcije optimizacije ali zaščite delovanja frekvenčnega pretvornika;
2. Z opremljanjem frekvenčnega pretvornika z aktivnim vhodnim delom, splošno znanim kot AFE, je mogoče doseči nadzorovano usmerjanje in energijsko povratno zanko. Napetost vodila in faktor moči je mogoče prilagoditi, kar učinkovito zmanjša harmonike. V določenem območju je mogoče vpliv nihanj napetosti vodila v bistvu prezreti. Ta metoda je učinkovita, vendar je strošek relativno visok. Običajno se uporablja v situacijah, kjer so zahteve glede faktorja moči visoke ali je potrebno pogosto zaviranje, na primer pri dvigalih, dvigovanju in spuščanju v rudnikih itd.
Uvod v aktivni sprednji del AFE
Aktivni vhodni del omogoča nadzorovano usmerjanje in energijsko povratno zanko. Naš MD050 je aktivni vhodni del, ki se razlikuje od običajnih enot za energijsko povratno zanko. Aktivni vhodni procesor je visokohitrostni DSP čip, ki omogoča nadzorovano usmerjanje. Faktor moči je zelo visok, običajno do 99 %, harmonik pa je zelo majhen, običajno manj kot 5 %. Napetost vodila je nastavljiva in tudi če vhodna napetost niha, lahko zagotovi konstantno napetost vodila znotraj določenega območja.