Dobavitelj povratne enote vas opominja, da večina običajnih frekvenčnih pretvornikov uporablja diodne usmerniške mostove za pretvorbo izmeničnega toka v enosmerni tok, nato pa za pretvorbo enosmernega toka v izmenični tok z nastavljivo napetostjo in frekvenco za krmiljenje izmeničnih motorjev uporabljajo IGBT invertersko tehnologijo. Ta vrsta frekvenčnega pretvornika lahko deluje samo v električnem načinu, zato se imenuje dvokvadrantni frekvenčni pretvornik. Zaradi uporabe diodnega usmerniškega mostu v dvokvadrantnem frekvenčnem pretvorniku ni mogoče doseči dvosmernega pretoka energije, zato ni mogoče vračati energije iz sistema povratne informacije motorja v električno omrežje. V nekaterih aplikacijah, kjer elektromotorji potrebujejo povratno energijo, kot so dvigala, dvižne naprave, centrifugalni sistemi in črpalne enote, je mogoče dvokvadrantnemu frekvenčnemu pretvorniku dodati le uporovno zavorno enoto, ki porablja energijo povratne informacije iz elektromotorja. Poleg tega lahko diodni usmerniški mostovi povzročijo resno harmonično onesnaženje električnega omrežja.
IGBT napajalni moduli lahko dosežejo dvosmerni pretok energije. Če se IGBT uporablja kot usmerniški most, se za generiranje krmilnih impulzov SVPWM uporabi visokohitrostni in visokozmogljivi DSP. Po eni strani lahko prilagodi vhodni faktor moči, odpravi harmonsko onesnaženje električnega omrežja in spremeni razsmernik v resnično "zelen izdelek". Po drugi strani pa se lahko energija, ki jo ustvari povratna zanka elektromotorja, vrne v električno omrežje, kar doseže učinke varčevanja z energijo.
Za sam motor se tako imenovani štirje kvadranti nanašajo na njegovo mehansko karakteristično krivuljo, ki lahko deluje v vseh štirih kvadrantih na matematični osi. Prvi kvadrant je v stanju električnega toka naprej, drugi kvadrant je v stanju povratnega zaviranja, tretji kvadrant je v stanju povratnega zaviranja nazaj in četrti kvadrant je v stanju povratnega zaviranja nazaj. Frekvenčni pretvornik, ki lahko upravlja motor v štirih kvadrantih, se imenuje štirikvadrantni frekvenčni pretvornik. Preprosto povedano, dvokvadrantni navadni frekvenčni pretvornik lahko poganja motor samo za vrtenje naprej ali nazaj. Deluje v kvadrantih ena in tri. Kinetična energija, ki nastane v prostem teku elektromotorja, se lahko le zapravi. Štirikvadrantni frekvenčni pretvornik (ki se nanaša na zaviranje elektromotorja) lahko ne le poganja motor naprej in nazaj, ampak tudi pretvori kinetično energijo motorja v prostem teku v električno energijo in jo dovaja nazaj v električno omrežje. Tako elektromotor deluje v generatorskem stanju. Pogosteje se uporablja v situacijah izboljšav.
Štirikvadrantni frekvenčni pretvornik izpolnjuje različne zahteve industrijske uporabe, še posebej je primeren za obremenitve z visoko vztrajnostno potencialno energijo, kot je dvižna oprema. Oprema ima veliko rotacijsko vztrajnost GD in spada v sistem s ponavljajočim se kratkotrajnim neprekinjenim delovanjem. Zmanjšanje pojemka z visoke na nizko hitrost je veliko, čas zaviranja pa kratek, kar zahteva močan zavorni učinek ali dolgotrajno močno električno zaviranje. Za izboljšanje učinka varčevanja z energijo in zmanjšanje izgube energije med zaviranjem se energija pojemka rekuperira in vrne v električno omrežje, kar doseže učinke varčevanja z energijo in varstva okolja.
Tipična uporaba štirikvadrantnega frekvenčnega pretvornika je v situacijah s potencialnimi obremenitvenimi karakteristikami, kot so dvigala, vleka lokomotiv, stroji za vleko naftnih polj, centrifuge itd. V nekaterih aplikacijah z veliko močjo je štirikvadrantni frekvenčni pretvornik potreben tudi za zmanjšanje harmoničnega onesnaženja električnega omrežja.
Prednosti štirikvadrantnega frekvenčnega pretvornika
1. V primerjavi z običajnimi dvokvadrantnimi frekvenčnimi pretvorniki je energetsko učinkovitejši; štirikvadrantni frekvenčni pretvornik uporablja IGBT module kot usmerjevalne naprave za doseganje dvosmernega pretoka energije. Brez potrebe po zunanjih napravah lahko regenerirano energijo vrne v električno omrežje in tako doseže energetsko varčno delovanje.
2. Zmanjšanje harmonskega toka na strani omrežja in doseganje faktorja moči blizu 1 pri polni obremenitvi; Navadni frekvenčni pretvorniki zaradi uporabe diodnega usmerjanja ustvarjajo znaten delež harmonskih komponent, kar povzroča resno onesnaženje električnega omrežja, moti normalno delovanje druge opreme in celo poškoduje druge naprave. Štirikvadrantni vektorski frekvenčni pretvornik uporablja IGBT module kot usmerjevalne naprave in generira PWM krmilne impulze z visokohitrostnim in visokozmogljivim DSP, ki lahko prilagodi faktor moči in odpravi harmonsko onesnaženje električnega omrežja, zaradi česar je frekvenčni pretvornik resnično "zelen izdelek".