Proč musí frekvenční měnič nejprve usměrňovat a poté invertovat?

Dodavatel zpětnovazebních jednotek vám připomíná, že existují frekvenční měniče, které nevyžadují usměrňovací jednotky, známé jako frekvenční měniče AC-AC. Drtivou většinu trhu však tvoří frekvenční měniče AC-DC-AC, které obsahují usměrňovací jednotky. Tento vzorec je utvářen určitou mírou technologické a tržní konkurence. Frekvenční měniče AC-DC-AC jsou levnější na výrobu, spolehlivější a vyspělejší na používání, takže je používá každý. Ve skutečnosti je to také v souladu s některými zákony lidského vědeckého výzkumu.

Například naše hlasy musí být nyní digitalizovány, převedeny do jednoduchých kódů 0-1 a poté přenášeny na vzdálená místa, než se z nich stanou skutečné zvuky. Protože jednoduché věci lze snadno kvantifikovat a zpracovat, máme tendenci linearizovat složité křivky a poté používat linearizované metody k aproximaci a simulaci složitých procesů v reálném světě.

Frekvenční měnič AC-DC-AC nejprve převádí střídavý proud na stejnosměrný proud a poté jej pomocí IGBT tranzistorů převádí zpět na střídavý proud. Během sekání je relativně snadné zpracovat vstupní stejnosměrný proud, protože je lineární. Z hlediska matematické analýzy, pokud je rozdělen do mnoha malých bloků, je kumulativní efekt stejný jako u sinusové vlny. IGBT zařízení lze pouze zapínat a vypínat, takže jsou vhodnější pro zpracování blokových signálů.

Nejprve tedy přeměňte střídavý proud na stejnosměrný, což se může zdát jako dodatečný proces, ale ve skutečnosti „ostření nože nemine sekání dřeva“, je to stejně mnohem jednodušší. Navíc usměrňovací moduly a kondenzátory jsou relativně tradiční a vyspělá elektronická zařízení, která jsou cenově relativně levnější, jen o něco větší.

Frekvenční měniče AC-DC-AC jsou poměrně běžné a skládají se z usměrňovače, filtračního systému a střídače. Usměrňovač je plně řízený usměrňovač složený z diodového třífázového můstkového neřízeného usměrňovače nebo vysoce výkonného tranzistoru, zatímco střídač je třífázový můstkový obvod složený z vysoce výkonných tranzistorů. Jeho funkce je přesně opačná než funkce usměrňovače, který mění konstantní stejnosměrný proud na střídavý proud s nastavitelným napětím a frekvencí.

Mezistupeň filtrace využívá kondenzátory nebo reaktory k filtrování usměrněného napětí nebo proudu. Podle různých mezistupňů filtrace stejnosměrného proudu lze frekvenční měniče AC-DC-AC rozdělit na dva typy: napěťové a proudové. Vzhledem k různým faktorům, jako jsou metody řízení a konstrukce hardwaru, se široce používají napěťové měniče. Používají se v průmyslové automatizaci, frekvenčních měničích (s proměnným napětím, proměnnou frekvencí VVVF atd.) a v nepřerušitelných zdrojích napájení (UPS, s konstantním napětím, konstantní frekvencí CVCF) v oblastech IT a napájení.

To samozřejmě neznamená, že vývoj frekvenčních měničů AC-AC ustal. Maticový frekvenční měnič je nový typ přímého frekvenčního měniče AC-DC-AC, který se skládá z devíti spínacích polí přímo zapojených mezi třífázový vstup a výstup. Maticový měnič nemá mezilehlý stejnosměrný článek a jeho výstup se skládá ze tří úrovní s relativně nízkým obsahem harmonických; jeho výkonový obvod je jednoduchý, kompaktní a může vydávat sinusové napětí zátěže s řiditelnou frekvencí, amplitudou a fází; vstupní účiník maticového měniče je řiditelný a může pracovat ve čtyřech kvadrantech, ačkoli maticové měniče mají mnoho výhod.

Během komutačního procesu však není dovoleno, aby dva spínače vedly nebo se rozpínaly současně, což je obtížné implementovat. Jednoduše řečeno, algoritmus není vyspělý. Hlavní nevýhodou maticových měničů je jejich nízké maximální výstupní napětí a vysoká tolerance napětí zařízení. Navíc, ačkoli nevyžadují usměrňovací jednotky, mají o 6 spínacích zařízení více než frekvenční měniče AC-DC-AC.