В промышленных приложениях используются две формы электроэнергии: постоянный ток (DC) и переменный ток (AC). Постоянное напряжение и постоянный ток переменного тока доступны напрямую. Однако для разных приложений требуются разные формы, разные напряжения и / или разные токи. Конвертеры нужны для получения разных форм. Эти преобразователи классифицируются как выпрямители, прерыватели, инверторы и циклопреобразователи.
Циклоконвертер - это устройство, которое преобразует переменный ток на одной частоте в переменный ток регулируемой, но более низкой частоты без какого-либо постоянного тока или постоянного тока между ними. Он также может быть признан статическим повторяющимся зарядным устройством и содержит выпрямители с кремниевым регулированием. Циклоконвертеры используются в очень больших частотно-регулируемых приводах мощностью от нескольких мегаватт до многих десятков мегаватт.
Принцип циклоконвертера описан ниже с использованием однофазного циклоконвертера в однофазный.
Циклоконвертер с однофазным входом показан ниже (a) 50 Гц, (b) 25 Гц, (c) однофазный входной сигнал 12,5 Гц для однофазного выходного циклоконвертера показан ниже.
Выпрямитель преобразует однофазный или трехфазный переменный ток в переменное постоянное напряжение. Прерыватели преобразуют постоянное напряжение в переменное постоянное напряжение. Инверторы преобразуют из постоянного тока в однофазный или трехфазный переменный ток переменной величины с переменной частотой. Циклические преобразователи преобразуют однофазный или трехфазный переменный ток в однофазный или трехфазный переменный ток переменной величины и переменной частоты. Циклоконвертер состоит из четырех тиристоров, разделенных на положительную и отрицательную группы по два тиристора в каждом.
Принципиальная схема циклоконвертера:
Циклоконвертер подключается ко входу от 30 до 31, как показано ниже. Двигатель подключается между 25 и 26.
В зависимости от запускающих импульсов, подаваемых на набор из 8 тиристоров между их затвором и катодом, мы получаем F, F / 2 или F / 3.
Циклоконвертер
Типы циклоконверторов:
В основном существуют два типа циклоконвертеров с блокирующим режимом и с циркуляционным режимом. Когда ток нагрузки положительный, положительный преобразователь выдает необходимое напряжение, а отрицательный преобразователь блокируется. Предположим, что если ток нагрузки отрицательный, то отрицательный преобразователь подает напряжение, а положительный преобразователь заблокирован. Эта операция называется режимом блокировки. Циклопреобразователи, использующие этот метод, называются циклоконвертерами с блокирующим режимом.
Случайно, если оба преобразователя включены, то произойдет короткое замыкание питания. Чтобы этого не произошло, между преобразователями должен быть включен межгрупповой реактор (IGR). Если оба преобразователя включены, возникает циркулирующий ток. Это однонаправлено, потому что тиристоры позволяют току течь только в одном направлении. Циклопреобразователи, использующие этот подход, называются преобразователями циркулирующего тока.
Блокирующий режим Циклоконвертеры:
Циклопреобразователи с блокирующим режимом не нуждаются в межгрупповом реакторе (IGR). В зависимости от полярности включен один из преобразователей. Работа в режиме блокировки имеет некоторые преимущества и недостатки по сравнению с работой в режиме циркуляции. Им не нужны реакторы, поэтому размер и стоимость меньше. Только один преобразователь постоянно находится в режиме проводимости, а не два. Во время задержки ток остается на нуле, искажая формы сигналов напряжения и тока. Это искажение означает сложные гармонические паттерны.
Циклоконвертеры циркулирующего тока:
В этом случае оба преобразователя работают постоянно. Большой недостаток - нужен IGR. Количество подключаемых к нему устройств вдвое больше, чем циклоконвертера блокировки тока.
Принципы циклоконвертеров:
Принципы работы циклоконвертеров можно разделить на следующие три типа в зависимости от типа входного источника переменного тока, применяемого в цепи.
Однофазный циклоконвертер в однофазный:
Понимание принципов работы циклоконвертера следует начинать с однофазного циклоконвертора в однофазный. Этот преобразователь имеет встречное соединение двух двухполупериодных выпрямителей. Предположим, что для получения одной четвертой входного напряжения на выходе в течение первых двух циклов Vs положительный преобразователь работает, подавая ток на нагрузку и выпрямляя входное напряжение. В следующих двух циклах отрицательный преобразователь работает, подавая ток в обратном направлении. Когда один из преобразователей работает, другой отключается, поэтому между выпрямителями не циркулирует ток. На рисунке ниже Vs представляет входное напряжение питания, а Vo - требуемое выходное напряжение, которое составляет одну четвертую напряжения питания.
Изображение для одной четвертой входного напряжения на выходе при использовании однофазного циклоконвертера в однофазный
Трехфазные циклоконвертеры в однофазные:
Подобно вышеуказанным преобразователям, трехфазный циклоконвертер в однофазный подает выпрямленное напряжение на нагрузку. Положительные циклоконвертеры будут подавать только положительный ток, а отрицательные преобразователи будут подавать только отрицательный ток. Циклопреобразователи могут работать в четырех квадрантах в режимах (+ v, + i), (+ v, -i) выпрямления и (-v, + i), (-v, -i) режимах инвертирования. Полярность тока определяет, положительный или отрицательный преобразователь должен подавать питание на нагрузку. Когда происходит изменение полярности тока, преобразователь, ранее подававший ток, отключается, а другой включается. Во время смены полярности тока среднее напряжение, подаваемое обоими преобразователями, должно быть одинаковым.
Трехфазный циклоконвертер в трехфазный:
Доступны две основные конфигурации трехфазных циклических преобразователей, такие как треугольник и звезда. Если выходы вышеупомянутого преобразователя соединены звездой или треугольником и если выходное напряжение сдвинуто по фазе на 120º, результирующий преобразователь будет трехфазным по отношению к трехфазному преобразователю. Трехфазные преобразователи в основном используются в системах привода машин, работающих на трехфазных синхронных и асинхронных машинах.
Применение циклоконверторов:
Циклоконверторы могут создавать выходные напряжения с высоким содержанием гармоник. Когда циклопреобразователи используются для работающей машины переменного тока, индуктивность рассеяния машины фильтрует большую часть высокочастотных гармоник и снижает напряжение гармоник более низкого порядка.
Управление скоростью однофазного асинхронного двигателя
Однофазные асинхронные двигатели широко используются во многих приложениях. Улучшение его характеристик означает значительную экономию электроэнергии. Регулятор скорости на основе циклоконвертер предлагается.
Регулировка скорости однофазного асинхронного двигателя
Приведенная выше принципиальная схема может использоваться для трехступенчатого регулирования скорости однофазного асинхронного двигателя с помощью циклоконвертеров и тиристоров. В схеме используется циклоконвертер с тиристорным управлением, который позволяет ступенчато регулировать скорость асинхронного двигателя. Для микроконтроллеров серии 8051 предусмотрена пара ползунковых переключателей для выбора необходимого диапазона скоростей работы асинхронного двигателя. Эти переключатели взаимодействуют с микроконтроллером для подачи импульсов для запуска SCR в двойной мост . Таким образом, скорость двигателя может быть достигнута в три этапа.
Некоторые другие области применения, в которых могут использоваться циклоконвертеры, - это приводы цементных мельниц, судовые двигательные установки, прокатные станы и шахтные подъемные машины, стиральные машины, водяные насосы, а также используются в промышленности. Если возникнут дополнительные вопросы по этой теме или по электрическим и электронные проекты оставьте раздел комментариев ниже.
Фото Кредит
- Циклоконвертер от Викимедиа
