피드백 장치 공급업체는 정류 장치가 필요 없는 AC-AC 주파수 변환기가 있다는 점을 알려드립니다. 하지만 시장의 대부분은 정류 장치가 포함된 AC-DC-AC 주파수 변환기로 구성되어 있습니다. 이는 어느 정도 기술 및 시장 경쟁이 치열했던 탓입니다. AC-DC-AC 주파수 변환기는 생산 비용이 저렴하고 신뢰성과 사용 편의성이 뛰어나 누구나 사용합니다. 실제로 이는 인간 과학 연구의 일부 법칙과도 일맥상통합니다.
예를 들어, 우리의 목소리는 이제 디지털화되어 간단한 0-1 코드로 변환된 후 먼 곳으로 전송되어야 실제 소리가 됩니다. 단순한 것들은 정량화하고 처리하기 쉽기 때문에, 우리는 복잡한 곡선을 선형화한 다음 선형화된 방법을 사용하여 복잡한 현실 세계의 과정을 근사하고 시뮬레이션하는 경향이 있습니다.
AC-DC-AC 주파수 변환기는 먼저 AC 전력을 DC 전력으로 변환한 후, IGBT 초핑을 통해 다시 AC 전력으로 변환합니다. 초핑 과정에서 입력 DC 전력은 선형적이기 때문에 처리가 비교적 쉽습니다. 미적분학적 관점에서 볼 때, 입력 DC 전력을 여러 개의 작은 블록으로 나누면 누적 효과는 사인파와 같습니다. IGBT 소자는 켜고 끌 수만 있으므로 블록 신호 처리에 더 적합합니다.
먼저 교류 전원을 직류 전원으로 전환해야 합니다. 이는 추가적인 과정처럼 보일 수 있지만, 사실 '칼을 가는 데 나무를 베는 데 필요한 부품이 빠지지 않는다'는 말처럼 훨씬 쉽습니다. 게다가 정류 모듈과 커패시터는 비교적 전통적이고 발전된 전자 장치로, 가격이 비교적 저렴하고 크기만 약간 더 큽니다.
AC-DC-AC 주파수 변환기는 정류기, 필터링 시스템, 그리고 인버터로 구성된 매우 일반적인 방식입니다. 정류기는 다이오드 3상 브리지 비제어 정류기 또는 고전력 트랜지스터로 구성된 완전 제어 정류기이며, 인버터는 고전력 트랜지스터로 구성된 3상 브리지 회로입니다. 인버터의 기능은 일정한 직류 전력을 가변 전압 및 주파수의 교류 전력으로 변환하는 정류기와 정반대입니다.
중간 필터링 단계는 커패시터 또는 리액터를 사용하여 정류된 전압 또는 전류를 필터링합니다. AC-DC-AC 주파수 변환기는 중간 DC 필터링 단계에 따라 전압형과 전류형 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 제어 방식 및 하드웨어 설계 등 다양한 요인으로 인해 전압형 인버터가 널리 사용됩니다. 이러한 인버터는 산업 자동화 주파수 변환기(가변 전압, 가변 주파수, VVVF 제어 등 사용) 및 IT 및 전력 공급 분야의 무정전 전원 공급 장치(UPS, 정전압, 정주파수, CVCF 제어 사용)에 적용됩니다.
물론, 이것이 AC-AC 주파수 변환기의 개발이 중단되었다는 것을 의미하지는 않습니다. 매트릭스 주파수 변환기는 3상 입력과 출력 사이에 직접 연결된 9개의 스위치 어레이로 구성된 새로운 유형의 AC-DC-AC 직접 주파수 변환기입니다. 매트릭스 변환기는 중간 직류 링크가 없으며, 출력은 비교적 고조파 성분이 낮은 3단계로 구성됩니다. 전력 회로는 간단하고 컴팩트하며, 주파수, 진폭, 위상을 제어할 수 있는 사인파 부하 전압을 출력할 수 있습니다. 매트릭스 변환기의 입력 역률은 제어 가능하며 4분면(quadrant)에서 작동할 수 있지만, 매트릭스 변환기는 많은 장점을 가지고 있습니다.
그러나 정류 과정에서 두 스위치가 동시에 도통하거나 꺼지는 것은 허용되지 않아 구현이 어렵습니다. 간단히 말해, 알고리즘이 아직 성숙되지 않았습니다. 매트릭스 컨버터의 주요 단점은 최대 출력 전압 용량이 낮고 소자 전압 허용 오차가 높다는 것입니다. 또한, 정류 장치가 필요하지 않지만 AC-DC-AC 주파수 변환기보다 스위칭 소자가 6개 더 많습니다.