Geri besleme ünitesi tedarikçisi, çoğu sıradan frekans dönüştürücünün AC gücünü DC'ye dönüştürmek için diyot doğrultucu köprüleri kullandığını ve ardından DC gücünü ayarlanabilir voltaj ve frekansla AC motorlarını kontrol etmek için IGBT invertör teknolojisini kullandığını hatırlatır. Bu tür frekans dönüştürücüler yalnızca elektrik modunda çalışabilir, bu nedenle iki bölgeli frekans dönüştürücü olarak adlandırılır. İki bölgeli frekans dönüştürücüde bir diyot doğrultucu köprü kullanılması nedeniyle, çift yönlü enerji akışı elde etmek imkansızdır, bu nedenle motor geri besleme sisteminden gelen enerjiyi elektrik şebekesine geri döndürmek mümkün değildir. Asansörler, vinçler, santrifüj sistemleri ve pompa üniteleri gibi elektrik motorlarının enerji geri beslemesi yapması gereken bazı uygulamalarda, elektrik motorundan gelen enerji geri beslemesini tüketmek için iki bölgeli frekans dönüştürücüye yalnızca bir direnç frenleme ünitesi eklemek mümkündür. Ayrıca, diyot doğrultucu köprüleri elektrik şebekesinde ciddi harmonik kirliliğe neden olabilir.
IGBT güç modülleri çift yönlü enerji akışı sağlayabilir. IGBT bir doğrultucu köprü olarak kullanıldığında, SVPWM kontrol darbeleri üretmek için yüksek hızlı ve yüksek işlem gücüne sahip DSP kullanılır. Bir yandan giriş güç faktörünü ayarlayabilir, şebekedeki harmonik kirliliği ortadan kaldırabilir ve invertörü gerçek bir "yeşil ürün" haline getirebilir. Diğer yandan, elektrik motorunun geri beslemesiyle üretilen enerji, şebekeye geri gönderilerek enerji tasarrufu sağlanabilir.
Yalnızca bir motor için, sözde dört kadran, matematiksel eksendeki dört kadranın hepsinde çalışabilen mekanik karakteristik eğrisini ifade eder. Birinci kadran ileri elektrik durumunda, ikinci kadran geri besleme frenleme durumunda, üçüncü kadran ters elektrik durumunda ve dördüncü kadran ters frenleme durumundadır. Motoru dört kadranda çalıştırabilen bir frekans dönüştürücüye dört kadranlı frekans dönüştürücü denir. Basitçe söylemek gerekirse, iki kadranlı sıradan bir frekans dönüştürücü, motoru yalnızca ileri veya geri döndürmek için kullanabilir. Birinci ve üçüncü kadranlarda çalışın. Elektrik motoru rölantideyken oluşan kinetik enerji yalnızca boşa harcanabilir. Dört kadranlı bir frekans dönüştürücü (bir elektrik motorunun frenlemesini ifade eder), motoru hem ileri hem de geri yönde sürmekle kalmaz, aynı zamanda rölantideyken motorun kinetik enerjisini elektrik enerjisine dönüştürerek şebekeye geri besler. Elektrik motorunun jeneratör durumunda çalışmasını sağlar. Daha çok iyileştirme durumlarında kullanılır.
Dört kadranlı frekans konvertörü, özellikle kaldırma ekipmanları gibi yüksek atalet potansiyeline sahip enerji yükleri için uygun olan çeşitli endüstriyel uygulama gereksinimlerini karşılar. Ekipman, büyük bir dönme ataleti (GD) değerine sahiptir ve tekrarlanan kısa süreli sürekli çalışma sistemine aittir. Yüksek hızdan düşük hıza yavaşlama azalması büyük ve frenleme süresi kısa olduğundan, güçlü bir frenleme etkisi veya uzun süreli ağır hizmet tipi elektrikli frenleme gerektirir. Enerji tasarrufu etkisini artırmak ve frenleme işlemi sırasında enerji kaybını azaltmak için, yavaşlama enerjisi geri kazanılır ve elektrik şebekesine geri beslenir, böylece enerji tasarrufu ve çevre koruma etkileri elde edilir.
Dört kadranlı bir frekans dönüştürücünün tipik uygulaması, asansörler, lokomotif çekişi, petrol sahası eğilme makineleri, santrifüjler vb. gibi potansiyel yük özelliklerinin olduğu durumlardır. Bazı yüksek güçlü uygulamalarda, güç şebekesine harmonik kirliliği azaltmak için dört kadranlı bir frekans dönüştürücü de gereklidir.
Dört kadranlı frekans dönüştürücünün avantajları
1. Sıradan iki kadranlı frekans dönüştürücülere kıyasla daha enerji verimlidir; dört kadranlı frekans dönüştürücü, çift yönlü enerji akışı sağlamak için doğrultucu olarak IGBT modülleri kullanır. Herhangi bir harici cihaza ihtiyaç duymadan, rejenerasyon enerjisini elektrik şebekesine geri besleyerek enerji tasarrufu sağlar.
2. Şebeke tarafındaki harmonik akımı azaltın ve tam yükte 1'e yakın bir güç faktörü elde edin; Sıradan frekans dönüştürücüler, diyot doğrultucu kullanımı nedeniyle önemli oranda harmonik bileşen üretir ve bu da elektrik şebekesinde ciddi kirliliğe, diğer ekipmanların normal çalışmasına ve hatta diğer cihazların hasar görmesine neden olur. Dört kadranlı vektör frekans dönüştürücü, doğrultucu olarak IGBT modülleri kullanır ve güç faktörünü ayarlayabilen ve elektrik şebekesindeki harmonik kirliliği ortadan kaldırabilen yüksek hızlı ve yüksek işlem gücüne sahip DSP ile PWM kontrol darbeleri üretir; bu da frekans dönüştürücüyü gerçek bir "yeşil ürün" haline getirir.