El proveedor de unidades de retroalimentación le recuerda que la mayoría de los convertidores de frecuencia comunes utilizan puentes rectificadores de diodos para convertir la energía CA en CC, y luego utilizan tecnología de inversor IGBT para convertir la energía CC en CA con voltaje y frecuencia ajustables para controlar motores de CA. Este tipo de convertidor de frecuencia solo puede operar en modo eléctrico, por lo que se denomina convertidor de frecuencia de dos cuadrantes. Debido al uso de un puente rectificador de diodos en el convertidor de frecuencia de dos cuadrantes, es imposible lograr un flujo de energía bidireccional, por lo que no es posible devolver la energía del sistema de retroalimentación del motor a la red eléctrica. En algunas aplicaciones donde los motores eléctricos necesitan retroalimentación de energía, como ascensores, montacargas, sistemas centrífugos y unidades de bombeo, solo es posible agregar una unidad de frenado por resistencia al convertidor de frecuencia de dos cuadrantes para consumir la retroalimentación de energía del motor eléctrico. Además, los puentes rectificadores de diodos pueden causar una grave contaminación armónica a la red eléctrica.
Los módulos de potencia IGBT pueden lograr un flujo de energía bidireccional. Si se utiliza un IGBT como puente rectificador, se utiliza un DSP de alta velocidad y alta potencia de cálculo para generar pulsos de control SVPWM. Por un lado, permite ajustar el factor de potencia de entrada, eliminar la contaminación armónica de la red eléctrica y convertir al inversor en un producto verdaderamente ecológico. Por otro lado, la energía generada por la retroalimentación del motor eléctrico se puede devolver a la red eléctrica, logrando así un ahorro energético.
Para un motor, los llamados cuatro cuadrantes se refieren a su curva característica mecánica, que puede operar en los cuatro cuadrantes del eje matemático. El primer cuadrante está en un estado eléctrico directo, el segundo en un estado de frenado por retroalimentación, el tercero en un estado eléctrico inverso y el cuarto en un estado de frenado inverso. Un convertidor de frecuencia que puede operar el motor en cuatro cuadrantes se denomina convertidor de frecuencia de cuatro cuadrantes. En pocas palabras, un convertidor de frecuencia ordinario de dos cuadrantes solo puede impulsar el motor para que gire hacia adelante o hacia atrás. Trabaja en los cuadrantes uno y tres. La energía cinética generada cuando el motor eléctrico está en ralentí solo se desperdicia. Un convertidor de frecuencia de cuatro cuadrantes (que se refiere al frenado de un motor eléctrico) no solo puede impulsar el motor tanto hacia adelante como hacia atrás, sino que también convierte la energía cinética del motor cuando está en ralentí en energía eléctrica y la devuelve a la red eléctrica. Hace que el motor eléctrico funcione en el estado de generador. Se usa más comúnmente en situaciones de mejora.
El convertidor de frecuencia de cuatro cuadrantes cumple con diversos requisitos de aplicaciones industriales, siendo especialmente adecuado para cargas de energía potencial de alta inercia, como equipos de elevación. El equipo presenta una gran inercia rotacional GD y pertenece al sistema de trabajo continuo de corta duración y repetida. La reducción de la desaceleración de alta a baja velocidad es considerable y el tiempo de frenado es corto, lo que requiere un frenado potente o un frenado eléctrico intensivo de larga duración. Para optimizar el ahorro de energía y reducir las pérdidas durante el frenado, la energía de desaceleración se recupera y se devuelve a la red eléctrica, logrando así un ahorro energético y una mayor protección del medio ambiente.
La aplicación típica de un convertidor de frecuencia de cuatro cuadrantes es en situaciones con características de carga potencial, como ascensores, tracción de locomotoras, máquinas de remolcado de yacimientos petrolíferos, centrifugadoras, etc. En algunas aplicaciones de alta potencia, también se requiere un convertidor de frecuencia de cuatro cuadrantes para reducir la contaminación armónica de la red eléctrica.
Las ventajas de un convertidor de frecuencia de cuatro cuadrantes
1. Comparado con los convertidores de frecuencia convencionales de dos cuadrantes, ofrece mayor eficiencia energética. El convertidor de frecuencia de cuatro cuadrantes utiliza módulos IGBT como rectificadores para lograr un flujo de energía bidireccional. Sin necesidad de dispositivos externos, puede realimentar la energía regenerada a la red eléctrica, logrando un funcionamiento de bajo consumo.
2. Reducir la corriente armónica en la red y lograr un factor de potencia cercano a 1 a plena carga. Los convertidores de frecuencia convencionales, debido al uso de rectificación por diodos, generan una proporción significativa de componentes armónicos, lo que causa una grave contaminación en la red eléctrica, interfiere en el funcionamiento normal de otros equipos e incluso causa daños a otros dispositivos. El convertidor de frecuencia vectorial de cuatro cuadrantes utiliza módulos IGBT como dispositivos de rectificación y genera pulsos de control PWM con un DSP de alta velocidad y alta potencia de procesamiento. Este procesador puede ajustar el factor de potencia y eliminar la contaminación armónica en la red eléctrica, lo que lo convierte en un producto verdaderamente ecológico.