電力電氣行業(yè)中變頻器主要用于節(jié)能和改善生產(chǎn)工藝，作為電機節(jié)能和調(diào)速裝置被廣泛應(yīng)用于冶金、電力、供水、石油、化工、煤炭等領(lǐng)域。而變頻器能量回饋單元的本質(zhì)是有源逆變，通用變頻器能量回饋單元的實現(xiàn)方法是在通用變頻器前級不控整流處反并聯(lián)三相逆變器將再生能量饋送電網(wǎng)。能量回饋單元的主電路主要由晶閘管、IGBT及IPM模塊等組成的逆變橋和一些外圍電路組成。

　　逆變橋的輸出端通過三個扼流電抗器與變頻器輸入端子R、S、T相連，輸入端則通過隔離二極管接通用變頻器的直流側(cè)正端，以保障能量在“變頻器一有源逆變橋-電網(wǎng)”方向上的單向流動。扼流電抗器的作用是平衡壓差、限流以及濾波，對再生能量回饋電網(wǎng)起關(guān)鍵作用。

　　系統(tǒng)的工作過程是：當電機運行時，有源逆變裝置不工作，逆變器開關(guān)管全被封鎖，處于關(guān)斷狀態(tài);當電機處于再生發(fā)電狀態(tài)時，能量由電機回饋電網(wǎng)，這時需啟動有源逆變裝置工作。

　　能量回饋時啟動有源逆變裝置是利用變頻器直流側(cè)電壓Ud的大小來控制，其依據(jù)是當電機處于電動狀態(tài)時，變頻器直流側(cè)電壓基本保持恒定，當電機處于發(fā)電制動狀態(tài)時，交流電動機的再生能量給變頻器中間直流環(huán)節(jié)的儲能電容充電，導(dǎo)致直流母線電壓升高，只要檢測出Ud的大小，就能判斷出電動機的狀態(tài)，從而控制有源逆變裝置，實現(xiàn)能量回饋。

　　能量由電機回饋直流側(cè)導(dǎo)致直流母線電壓超過電網(wǎng)線電壓峰值時，通用變頻器整流橋由于承受反壓而關(guān)斷;當直流母線電壓繼續(xù)升高并超過啟動有源逆變工作電壓時，逆變器開始工作，將能量從直流側(cè)回饋電網(wǎng);當直流母線電壓下降到關(guān)閉逆變器工作電壓時，關(guān)閉有源逆變器。

　　通用變頻器在通過采用有源逆變方式把電動機減速制動時產(chǎn)生的再生能量回饋到電網(wǎng)后，可以克服傳統(tǒng)通用變頻器采用制動電阻方式而產(chǎn)生的低效并難以滿足快速制動和頻繁正/反轉(zhuǎn)的不足，使通用變頻器可在四象限運行。

　　1)能量回饋控制系統(tǒng)

　　一個完善的能量回饋控制系統(tǒng)應(yīng)滿足相位、電壓、電流等三方面的控制條件，即要求回饋過程必須與電網(wǎng)相位保持同步關(guān)系，只有直流母線電壓超過一定值時才啟動有源逆變裝置;系統(tǒng)應(yīng)該能夠控制回饋電流的大小，從而可以控制電機的制動轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)精密制動。

　　2)兩種通用變頻器能量回饋單元

　　早些時侯的能量回饋單元的主電路多為晶閘管、IGBT組成，近年來，一些新型的能量回饋單元也有使用IPM等智能模塊，簡化了能量回饋單元的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

　　(1)晶閘管能量回饋單元：

　　能量回饋主電路由晶閘管器件組成，這也是較為早期的能量回饋單元，不僅在變頻器上使用，也在一些直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的制動中使用。

　?、偻ㄓ米冾l器正向工作狀態(tài)：當電機處于電動狀態(tài)時，變頻器的整流器在工作，而能量回饋單元中的晶閘管器件未觸發(fā)，處于截止狀態(tài)，整流器處于正向工作。逆變器的可控逆變部分被觸發(fā)工作，不可控反向整流部分處于截止狀態(tài)，逆變器處于正向工作。

　　②通用變頻器反向工作狀態(tài)：當電動機處于發(fā)電狀態(tài)時，變頻器的整流器處于截止狀態(tài)，能量回饋單元中的晶閘管器件被觸發(fā)工作。逆變器的可控逆變部分仍被觸發(fā)工作，不可控反向整流部分處于工作狀態(tài)，逆變器處于反向工作。

　　(2)IGBT能量回饋單元：

　　能量回饋主電路由IGBT器件組成，這種能量回饋單元在通用變頻器上使用最多，IGBT器件集成在一起的續(xù)流二極管在接于直流側(cè)的隔離二極管的限制下不能作為整流器件使用。其成本應(yīng)當高于晶閘管能量回饋單元。

　?、偻ㄓ米冾l器正向工作狀態(tài)：當電動機處于電動狀態(tài)時，變頻器的整流器在工作，而能量回饋單元中的IGBT器件未被觸發(fā)，處于截止狀態(tài)，整流器處于正向工作。逆變器中的IGBT器件被觸發(fā)工作，不可控反向整流部分處于截止狀態(tài)，逆變器處于正向工作。

　　②通用變頻器反向工作狀態(tài)：當電動機處于發(fā)電狀態(tài)時，變頻器的整流器處截止狀態(tài)，能量回饋單元中的IGBT器件被觸發(fā)工作。逆變器的中的IGBT器件仍被觸發(fā)工作，不可控反向整流部分處于工作狀態(tài)，逆變器處于反向工作。