Поставщик блока обратной связи напоминает, что существуют преобразователи частоты, не требующие выпрямительных блоков, известные как преобразователи частоты переменного тока в переменный. Однако подавляющее большинство рынка составляют преобразователи частоты переменного тока в постоянный ток в переменный ток, которые содержат выпрямительные блоки. Такая тенденция сформировалась благодаря определённой технологической и рыночной конкуренции. Преобразователи частоты переменного тока в постоянный ток в переменный дешевле в производстве, более надёжны и совершенны в эксплуатации, поэтому их используют все. Более того, это также соответствует некоторым законам научного исследования.
Например, наши голоса теперь приходится оцифровывать, преобразовывать в простые коды 0-1, а затем передавать на дальние расстояния, прежде чем они станут реальными звуками. Поскольку простые вещи легко количественно оценить и обработать, мы склонны линеаризовать сложные кривые, а затем использовать линеаризованные методы для аппроксимации и моделирования сложных процессов реального мира.
Преобразователь частоты AC-DC-AC сначала преобразует переменный ток в постоянный, а затем обратно в переменный с помощью прерывания на IGBT. Обработка входного постоянного тока во время прерывания относительно проста, поскольку он линейный. С точки зрения математического анализа, если он разделен на множество небольших блоков, кумулятивный эффект аналогичен эффекту синусоидального сигнала. IGBT-устройства могут только включаться и выключаться, поэтому они больше подходят для обработки блочных сигналов.
Итак, сначала преобразуем переменный ток в постоянный. Это может показаться дополнительной операцией, но на самом деле, «нож заточить – дрова рубить». Это гораздо проще. Кроме того, выпрямительные модули и конденсаторы – относительно традиционные и проверенные электронные устройства, которые относительно дешевле и лишь немного больше по размеру.
Преобразователи частоты AC-DC-AC довольно распространены и состоят из выпрямителя, системы фильтрации и инвертора. Выпрямитель представляет собой полностью управляемый выпрямитель, состоящий из трёхфазного мостового диодного неуправляемого выпрямителя или мощного транзистора, в то время как инвертор представляет собой трёхфазную мостовую схему, состоящую из мощных транзисторов. Его функция прямо противоположна функции выпрямителя, преобразующего постоянный ток в переменный ток регулируемого напряжения и частоты.
Промежуточный каскад фильтрации использует конденсаторы или реакторы для фильтрации выпрямленного напряжения или тока. В зависимости от типа промежуточного каскада фильтрации постоянного тока преобразователи частоты AC/DC/AC можно разделить на два типа: преобразователи напряжения и преобразователи тока. Благодаря различным факторам, таким как методы управления и конструкция оборудования, преобразователи напряжения широко используются. Они применяются в преобразователях частоты для промышленной автоматизации (с использованием управления с регулируемой частотой и напряжением VVVF и т.д.) и источниках бесперебойного питания (ИБП с управлением с регулируемой частотой и напряжением CVCF) в сфере информационных технологий и электроснабжения.
Конечно, это не означает, что развитие преобразователей частоты переменного тока в переменный ток прекратилось. Матричный преобразователь частоты – это новый тип прямого преобразователя частоты переменного тока в постоянный ток в переменный ток, состоящий из девяти коммутационных матриц, непосредственно подключенных между трехфазным входом и выходом. Матричный преобразователь не имеет промежуточного звена постоянного тока, а его выход состоит из трех ступеней с относительно низким содержанием гармоник; его силовая схема проста, компактна и может выдавать синусоидальное напряжение нагрузки с регулируемой частотой, амплитудой и фазой; входной коэффициент мощности матричного преобразователя регулируется и может работать в четырех квадрантах, хотя матричные преобразователи обладают рядом преимуществ.
Однако в процессе коммутации не допускается одновременное открытие или закрытие двух ключей, что сложно реализовать. Проще говоря, алгоритм незрелый. Основным недостатком матричных преобразователей является их низкое максимальное выходное напряжение и высокая устойчивость к напряжению питания. Кроме того, хотя им не требуются выпрямительные блоки, они имеют на 6 коммутирующих устройств больше, чем преобразователи частоты AC-DC-AC.