Les fournisseurs de convertisseurs de fréquence à quatre quadrants rappellent que la plupart des convertisseurs de fréquence classiques utilisent des ponts redresseurs à diodes pour convertir le courant alternatif en courant continu, puis la technologie d'onduleur IGBT pour reconvertir ce courant continu en courant alternatif à tension et fréquence réglables. Ce type de convertisseur ne fonctionne qu'en mode électrique ; il est donc qualifié de convertisseur à deux quadrants. L'utilisation d'un pont redresseur à diodes dans un convertisseur à deux quadrants ne permet pas un flux d'énergie bidirectionnel, et donc pas la réinjection de l'énergie du système de rétroaction du moteur sur le réseau électrique. Dans certaines applications nécessitant une réinjection d'énergie par les moteurs électriques, comme les ascenseurs et les centrifugeuses, l'ajout d'un système de freinage résistif au convertisseur à deux quadrants est la seule solution pour récupérer cette énergie. De plus, dans certaines applications de forte puissance, les ponts redresseurs à diodes sont sources de pollution harmonique importante sur le réseau électrique.
Afin de permettre au convertisseur de fréquence de fonctionner en mode de production d'énergie, de renvoyer l'énergie de freinage au réseau, de réduire la consommation d'énergie et d'obtenir un fonctionnement dans les quatre quadrants, il existe généralement deux méthodes :
1. Équiper le convertisseur de fréquence d'une ou plusieurs unités de rétroaction d'énergie, qui peuvent être connectées en parallèle pour réinjecter de l'énergie dans le réseau, mais ne permet pas d'ajuster automatiquement la tension du bus, les harmoniques et les facteurs de puissance. Cette méthode est peu coûteuse et peut réduire la consommation d'énergie dans une certaine mesure, mais son effet est relativement faible et elle ne comporte aucune fonction d'optimisation ou de protection du fonctionnement du convertisseur de fréquence ;
2. L'intégration d'un étage d'entrée actif (AFE) à un convertisseur de fréquence permet un redressement contrôlable et une récupération d'énergie. La tension du bus et le facteur de puissance peuvent être ajustés, réduisant ainsi efficacement les harmoniques. Dans une certaine plage, l'impact des fluctuations de la tension du bus est négligeable. Cette méthode est efficace, mais relativement coûteuse. Elle est généralement utilisée lorsque les exigences en matière de facteur de puissance sont élevées ou que des freinages fréquents sont nécessaires, comme dans les ascenseurs, les opérations de levage et d'abaissement dans les mines, etc.
Introduction à Active Front End AFE
L'étage d'entrée actif permet un redressement contrôlable et une récupération d'énergie. Notre MD050 est un étage d'entrée actif, contrairement aux unités de récupération d'énergie classiques. Son processeur est une puce DSP haute vitesse qui assure un redressement contrôlable. Le facteur de puissance est très élevé, généralement jusqu'à 99 %, et le taux d'harmoniques est très faible, généralement inférieur à 5 %. La tension du bus est ajustable et, même en cas de fluctuations de la tension d'entrée, elle reste constante dans une certaine plage.