Циклоконвертер - это преобразователь частоты с одного уровня на другой, который может изменять мощность переменного тока с одной частоты на мощность переменного тока с другой частотой. Здесь Процесс преобразования AC-AC делается с изменением частоты. Следовательно, его также называют преобразователем частоты. Обычно выходная частота меньше входной. Реализация схемы управления затруднена из-за огромного количества тиристоров. В схемах управления используется микроконтроллер, DSP или микропроцессор.
CycloConverter
Циклопреобразователь может выполнять преобразование частоты за одну ступень и обеспечивает возможность управления напряжением и частотой. Кроме того, необходимо использовать коммутационные схемы не является необходимым, потому что он использует естественную коммутацию. Передача энергии внутри циклоконвертера происходит в двух направлениях.
Циклоконверторы бывают двух типов.
Повышающий циклоконвертер:
Эти типы используют нормальную коммутацию и дают выходной сигнал на более высоких частотах, чем входной.
Понижающий циклоконвертер:
Этот тип использует принудительную коммутацию и приводит к выходу с частотой ниже, чем входная.
Циклопреобразователи далее подразделяются на три категории, как описано ниже.
Однофазный на однофазный
Этот циклоконвертер имеет два двухполупериодных преобразователя, соединенных спина к спине. Если один преобразователь работает, другой отключен, ток через него не проходит.
От трехфазного до однофазного
Этот циклопреобразователь работает в четырех квадрантах, где (+ V, + I) и (-V, -I) являются режимами выпрямления, а (+ V, -I) и (-V, + I) являются режимами инверсии.
От трехфазного до трехфазного
Этот циклопреобразователь в основном используется в системах машин переменного тока, которые работают на трехфазных индукционных и синхронных машинах.
Введение однофазного в однофазный циклоконвертер с тиристорами
Циклоконвертер имеет четыре тиристора, разделенных на два Тиристорные блоки , то есть положительный банк и отрицательный банк каждого из них. Когда в нагрузке протекает положительный ток, выходное напряжение контролируется фазовым управлением двух тиристоров положительной матрицы, тогда как тиристоры отрицательной матрицы отключаются, и наоборот, когда в нагрузке протекает отрицательный ток.
Пример работы однофазного циклоконвертера
Идеальные формы выходных сигналов для синусоидального тока нагрузки и различных фазовых углов нагрузки показаны на рисунке ниже. Важно всегда держать непроводящую тиристорную матрицу выключенной, в противном случае в сети может произойти короткое замыкание через две тиристорные матрицы, что приведет к искажению формы сигнала и возможному отказу устройства из-за тока короткого замыкания.
Идеализированные формы выходных сигналов
Основная проблема управления циклоконвертером заключается в том, как переключаться между банками в кратчайшие сроки, чтобы избежать искажений и при этом гарантировать, что два банка не будут вести себя одновременно.
Обычным дополнением к силовой цепи, которое устраняет необходимость держать одну батарею выключенной, является размещение катушки индуктивности с центральным отводом, называемой индуктором циркулирующего тока, между выходами двух батарей.
Оба банка теперь могут проводить вместе, не замыкая сеть. Кроме того, циркулирующий ток в катушке индуктивности обеспечивает постоянную работу обоих банков, что приводит к улучшению формы выходных сигналов.
Конструкция циклоконвертора на тиристорах
Этот проект предназначен для управления скоростью однофазный асинхронный двигатель в три этапа, используя технику циклоконвертера от тиристоров. У A.C Motors есть большие преимущества, заключающиеся в том, что они относительно недороги и очень надежны.
Блок-схема Циклопреобразователя на основе тиристоров
Требования к аппаратным компонентам
Источник питания постоянного тока 5В, Микроконтроллер (AT89S52 / AT89C51), Оптоизолятор (MOC3021), Однофазный асинхронный двигатель, Кнопки, SCR, LM358 IC , Резисторы, конденсаторы.
Обнаружение пересечения нулевого напряжения
Обнаружение пересечения нулевого напряжения означает форму волны напряжения питания, которая проходит через нулевое напряжение каждые 10 мс из 20-миллисекундного цикла. Мы используем сигнал переменного тока с частотой 50 Гц, общий период времени цикла составляет 20 мс (T = 1 / F = 1/50 = 20 мс), в течение которого для каждого полупериода (т.е. 10 мс) мы должны получать нулевые сигналы.
Обнаружение пересечения нулевого напряжения
Это достигается за счет использования пульсирующего постоянного тока после мостового выпрямителя перед фильтрацией. Для этого мы используем блокирующий диод D3 между пульсирующим постоянным током и конденсатор фильтра так что мы можем получить пульсирующий постоянный ток для использования.
Пульсирующий постоянный ток подается на делитель потенциала 6,8 кОм и 6,8 кОм, чтобы обеспечить выходной сигнал около 5 В, пульсирующий от пульсирующего 12 В, который подключен к неинвертирующему входу вывода 3 компаратора. Операционный усилитель используется в качестве компаратора.
5 В постоянного тока подается на потенциальный делитель 47 кОм и 10 кОм, что дает на выходе около 1,06 В и который подключен к инвертирующему входному контакту № 2. Одно сопротивление 1 кОм используется между выходным контактом 1 и входным контактом 2 для обратной связи.
Как мы знаем, принцип работы компаратора заключается в том, что когда неинвертирующий вывод больше, чем инвертирующий вывод, то на выходе высокий логический уровень (напряжение питания). Таким образом, пульсирующий постоянный ток на контакте № 3 сравнивается с фиксированным постоянным током 1,06 В на контакте № 2.
O / p этого компаратора подается на инвертирующий вывод другого компаратора. Неинвертирующий терминал этого компаратора штифта нет 5 даются фиксированное опорное напряжение, т.е. 2.5V, взятое из делителя напряжения, образованный резисторами 10k и 10k.
Таким образом, мы получаем ZVR (Ноль опорного напряжения) обнаружено. Этот ZVR затем используется в качестве входных импульсов для микроконтроллера.
Форма волны ZVS
Порядок работы циклоконвертера
Схема подключения показана на приведенной выше схеме. Использует проект не ноль опорного напряжения, как описано выше на выводе нет. 13 микроконтроллера. 8 Опто - Изоляторы MOC3021 используются для управления 8 SCR U2 - U9.
4 SCR (выпрямители с кремниевым управлением) используется в полном мосту, антипараллельно с другим набором из 4 тиристоров, как показано на схеме. Пусковые импульсы, генерируемые таким образом MC в соответствии с записанной программой, обеспечивают входное условие для оптоизолятора, который управляет соответствующим SCR.
Только один Opto U17, управляющий SCR U2, показан выше, в то время как все остальные аналогичны согласно принципиальной схеме. SCR получает проводимость в течение 20 мс от 1-го моста и следующих 20 мс от 2-го моста, чтобы получить выход в точках № 25 и 26, общий период времени одного цикла переменного тока в 40 мс, что составляет 25 Гц.
Таким образом, F / 2 подается на нагрузку, пока переключатель 1 замкнут. Точно так же для F / 3 проводимость имеет место в течение 30 мс в 1-м мосту и следующих 30 мс от следующего моста, так что общий период времени в 1 цикл составляет 60 мс, что, в свою очередь, в F / 3, когда включен переключатель -2.
Основная частота 50 Гц доступна при запуске по паре с 1-го моста на первые 10 мс и на следующие 10 мс со следующего моста, когда оба переключателя находятся в состоянии «ВЫКЛ.». Обратный ток, протекающий на затворах SCR, является выходом оптоизолятора.
Применения циклоконвертера
Применения включают управление скоростью машин переменного тока, например, в основном используется в электрической тяге, электродвигателях переменного тока с регулируемой скоростью и индукционном нагреве.
- Синхронные двигатели
- Мельничные приводы
- Судовые движители
- Мельницы
Надеюсь, вы ясно поняли тема Циклоконвертера , это преобразователь частоты с одного уровня на другой, который может изменять мощность переменного тока с одной частоты на мощность переменного тока с другой частотой. Если у вас возникнут какие-либо дополнительные вопросы по этой теме или по электрическим и электронным проектам, оставьте раздел комментариев ниже.
