フィードバックユニットサプライヤーは、ほとんどの一般的な周波数変換器がダイオード整流ブリッジを使用してAC電力をDCに変換し、次にIGBTインバータテクノロジを使用してDC電力を電圧と周波数を調整可能なAC電力に変換してACモーターを制御することを思い出します。 このタイプの周波数変換器は電気モードでのみ動作できるため、2象限周波数変換器と呼ばれます。 2象限周波数変換器にダイオード整流ブリッジを使用しているため、双方向のエネルギーフローを実現できず、モーターフィードバックシステムから電力網にエネルギーを戻すことができません。 エレベーター、ホイスト、遠心分離システム、ポンプユニットなど、電気モーターがエネルギーをフィードバックする必要がある一部のアプリケーションでは、電気モーターからのエネルギーフィードバックを消費するために、2象限周波数変換器に抵抗ブレーキユニットを追加することしかできません。 さらに、ダイオード整流ブリッジは、電力網に深刻な高調波汚染を引き起こす可能性があります。
IGBTパワーモジュールは双方向のエネルギーフローを実現します。IGBTを整流ブリッジとして使用する場合、高速かつ高演算能力を持つDSPを用いてSVPWM制御パルスを生成します。これにより、入力力率を調整し、電力網への高調波汚染を排除することで、インバータを真の「グリーン製品」とすることができます。また、電動モーターのフィードバックによって生成されたエネルギーを電力網に送り返すことで、省エネ効果も得られます。
モーター単体の場合、いわゆる4象限とは、数学軸上の4つの象限すべてで動作できる機械的特性曲線を指します。第1象限は順方向の電気状態、第2象限はフィードバックブレーキ状態、第3象限は逆方向の電気状態、第4象限は逆ブレーキ状態です。モーターを4つの象限で動作させることができる周波数変換器は、4象限周波数変換器と呼ばれます。簡単に言えば、2象限の通常の周波数変換器は、モーターを正方向または逆方向に回転させるだけです。第1象限と第3象限で動作します。電動モーターのアイドル時に発生する運動エネルギーは無駄にすることしかできません。4象限周波数変換器（電動モーターのブレーキを指す）は、モーターを正逆両方向に駆動できるだけでなく、モーターがアイドル状態のときに運動エネルギーを電気エネルギーに変換して電力網にフィードバックすることもできます。電動モーターを発電機状態で動作させます。改善の状況でより一般的に使用されます。
四象限周波数変換器は、様々な産業応用要件を満たし、特に昇降装置などの高慣性ポテンシャルエネルギー負荷に適しています。この装置は回転慣性GDが大きく、繰り返し短期連続運転システムに属します。高速から低速への減速比が大きく、制動時間が短いため、強力な制動効果または長時間の高負荷電気制動が必要です。省エネ効果を高め、制動時のエネルギー損失を低減するために、減速エネルギーを回収して電力網にフィードバックすることで、省エネ効果と環境保護効果を実現します。
4象限周波数変換器の典型的な用途は、エレベーター、機関車の牽引、油田の牽引機、遠心分離機など、潜在的な負荷特性がある状況です。一部の高電力アプリケーションでは、電力網への高調波汚染を減らすために4象限周波数変換器も必要です。
4象限周波数変換器の利点
1. 一般的な2象限周波数変換器と比較して、エネルギー効率に優れています。4象限周波数変換器は、IGBTモジュールを整流素子として用い、双方向のエネルギーフローを実現します。外部機器を必要とせず、回生エネルギーを電力網にフィードバックできるため、省エネ運転を実現します。
2. 系統側の高調波電流を低減し、全負荷時に力率1に近い値を実現します。一般的な周波数変換器はダイオード整流方式を採用しているため、高調波成分を多く発生し、電力網に深刻な汚染をもたらし、他の機器の正常な動作を阻害し、場合によっては他の機器に損傷を与える可能性があります。4象限ベクトル周波数変換器は、IGBTモジュールを整流素子として採用し、高速・高演算能力のDSPを用いてPWM制御パルスを生成することで、力率を調整し、電力網への高調波汚染を排除します。これにより、周波数変換器は真の「グリーン製品」となります。