Σε βιομηχανικές εφαρμογές, χρησιμοποιούνται δύο μορφές συνεχούς ρεύματος ηλεκτρικής ενέργειας (DC) και εναλλακτικού ρεύματος (AC). Η σταθερή τάση και το συνεχές ρεύμα είναι άμεσα διαθέσιμα. Ωστόσο, για διαφορετικές εφαρμογές, χρειάζονται διαφορετικές μορφές, διαφορετικές τάσεις ή / και διαφορετικά ρεύματα. Οι μετατροπείς χρειάζονται για να επιτύχουν διαφορετικές μορφές. Αυτοί οι μετατροπείς ταξινομούνται ως ανορθωτές, ψαλίδια, μετατροπείς και μετατροπείς κυκλο.
Ένας κύκλος μετατροπέα είναι μια συσκευή που μετατρέπει εναλλασσόμενο ρεύμα, ισχύ σε μία συχνότητα σε ισχύ AC ρυθμιζόμενης αλλά χαμηλότερης συχνότητας χωρίς συνεχές ρεύμα ή συνεχές ρεύμα. Μπορεί επίσης να αναγνωριστεί ως φορτιστής στατικής επανάληψης και διαθέτει ανορθωτές με ρύθμιση πυριτίου. Οι μετατροπείς κυκλώματος χρησιμοποιούνται σε πολύ μεγάλες μονάδες μεταβλητής συχνότητας με βαθμολογίες από λίγα μεγαβάτ έως και πολλές δεκάδες μεγαβάτ.
Η αρχή του κυκλο-μετατροπέα περιγράφεται παρακάτω χρησιμοποιώντας μονοφασικό σε μονοφασικό κυκλο-μετατροπέα.
Ένας μονοφασικός κύκλος μετατροπής εισόδου εμφανίζεται παρακάτω (α) 50 Hz, (b) 25Hz, (γ) Μονοφασική είσοδος 12,5 Hz σε μονοφασικό κύκλο μετατροπέα εξόδου φαίνεται παρακάτω.
Ο ανορθωτής μετατρέπει από μονοφασικό ή τριφασικό AC σε μεταβλητή τάση dc. Τα Choppers μετατρέπονται από DC σε μεταβλητή τάση dc. Οι μετατροπείς μετατρέπουν από DC σε μεταβλητή συχνότητα μεταβλητής συχνότητας μονοφασικό ή τριφασικό AC. Οι κυκλικοί μετατροπείς μετατρέπουν από μονοφασικό ή τριφασικό AC σε μεταβλητό μέγεθος μεταβλητής συχνότητας μονοφασικό ή τριφασικό AC. Ένας κύκλος μετατροπέα έχει τέσσερα θυρίστορ χωρισμένα σε μια θετική και αρνητική τράπεζα δύο θυρίστορ το καθένα.
Βασικό σχηματικό Cycloconverter:
Ο κύκλος μετατροπέα συνδέεται στην είσοδο μεταξύ 30 και 31, όπως φαίνεται παρακάτω. Ο κινητήρας συνδέεται μεταξύ 25 και 26.
Ανάλογα με τους παλμούς ενεργοποίησης που τροφοδοτούνται σε ένα σύνολο 8 SCR μεταξύ της πύλης και της καθόδου τους, έχουμε F ή F / 2 ή F / 3.
Κύκλος μετατροπέας
Τύποι Κυκλομετατροπέων:
Υπάρχουν κυρίως δύο τύποι τύπων τρόπου αποκλεισμού κυκλοποιητών και τύπου λειτουργίας κυκλοφορίας. Όταν το ρεύμα φορτίου είναι θετικό, ο θετικός μετατροπέας παρέχει την απαιτούμενη τάση και ο αρνητικός μετατροπέας μπλοκάρεται. Ας υποθέσουμε ότι εάν το ρεύμα φορτίου είναι αρνητικό, τότε ο αρνητικός μετατροπέας τροφοδοτεί την τάση και ο θετικός μετατροπέας είναι μπλοκαρισμένος. Αυτή η λειτουργία ονομάζεται λειτουργία λειτουργίας αποκλεισμού. Οι μετατροπείς κύκλου που χρησιμοποιούν αυτήν τη μέθοδο ονομάζονται μετατροπείς κύκλου λειτουργίας μπλοκαρίσματος.
Κατά τύχη, εάν είναι ενεργοποιημένοι και οι δύο μετατροπείς, τότε η τροφοδοσία θα είναι βραχυκυκλωμένη. Για να αποφευχθεί αυτό, ένας αντιδραστήρας μεταξύ ομάδων (IGR) πρέπει να συνδεθεί μεταξύ των μετατροπέων. Εάν και οι δύο μετατροπείς είναι ενεργοποιημένοι, τότε παράγεται ένα ρεύμα κυκλοφορίας. Αυτό είναι μονοκατευθυντικό επειδή οι θυρίστορ επιτρέπουν στο ρεύμα να ρέει μόνο σε μία κατεύθυνση. Οι μετατροπείς κύκλου που χρησιμοποιούν αυτήν την προσέγγιση καλούνται μετατροπείς κυκλοφορούντος ρεύματος.
Κυκλομετατροπείς λειτουργίας αποκλεισμού:
Οι κύκλοι μετατροπής λειτουργίας αποκλεισμού δεν χρειάζονται αντιδραστήρα μεταξύ ομάδων (IGR). Εξαρτάται από την πολικότητα, ένας από τους μετατροπείς είναι ενεργοποιημένος. Η λειτουργία λειτουργίας αποκλεισμού έχει μερικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα έναντι της λειτουργίας τρόπου κυκλοφορίας. Δεν χρειάζονται αντιδραστήρες, επομένως το μέγεθος και το κόστος είναι μικρότερο. Μόνο ένας μετατροπέας βρίσκεται σε αγωγή ανά πάσα στιγμή αντί για δύο. Κατά τη διάρκεια του χρόνου καθυστέρησης το ρεύμα παραμένει στο μηδέν παραμορφώνοντας την κυματομορφή τάσης και ρεύματος. Αυτή η παραμόρφωση σημαίνει περίπλοκα αρμονικά μοτίβα.
Κυκλοφορητές που κυκλοφορούν ρεύματα:
Και οι δύο μετατροπείς λειτουργούν ανά πάσα στιγμή σε αυτήν την περίπτωση. Το μεγάλο μειονέκτημα είναι ότι απαιτείται IGR. Ο αριθμός των συσκευών που συνδέονται σε αυτό είναι διπλάσιος από το μπλοκάρισμα του τρέχοντος κυκλοτροπέα.
Αρχές Κυκλομετατροπέων:
Οι αρχές λειτουργίας των μετατροπέων κύκλου μπορούν να ταξινομηθούν στους ακόλουθους τρεις τύπους με βάση τον τύπο τροφοδοσίας εναλλασσόμενου ρεύματος που εφαρμόζεται στο κύκλωμα.
Μονοφασικός σε μονοφασικός κύκλος μετατροπής:
Η κατανόηση των αρχών λειτουργίας των μετατροπέων κυκλοκυκλοφορίας πρέπει να ξεκινά με μονοφασικό σε μονοφασικό μετατροπέα. Αυτός ο μετατροπέας έχει σύνδεση πλάτης-πλάτης δύο ανορθωτών πλήρους κύματος. Ας υποθέσουμε ότι λαμβάνετε το ένα τέταρτο της τάσης εισόδου στην έξοδο, για τους δύο πρώτους κύκλους Vs ο θετικός μετατροπέας λειτουργεί τροφοδοτώντας ρεύμα στο φορτίο και διορθώνει την τάση εισόδου. Στους επόμενους δύο κύκλους, ο αρνητικός μετατροπέας λειτουργεί τροφοδοτώντας ρεύμα στην αντίστροφη κατεύθυνση. Όταν ένας από τους μετατροπείς λειτουργεί ο άλλος απενεργοποιείται, έτσι ώστε να μην υπάρχει ρεύμα που κυκλοφορεί μεταξύ ανορθωτών. Στο παρακάτω σχήμα το Vs αντιπροσωπεύει την τάση τροφοδοσίας εισόδου και το Vo είναι η απαιτούμενη τάση εξόδου που είναι το ένα τέταρτο της τάσης τροφοδοσίας.
Εικόνα για το ένα τέταρτο της τάσης εισόδου στην έξοδο χρησιμοποιώντας 1-φάση σε 1-φάση Cycloconverter
Τριφασικοί έως μονοφασικοί κυκλικοί μετατροπείς:
Όπως και οι παραπάνω μετατροπείς, ο τριφασικός σε μονοφασικός κύκλος μετατροπής εφαρμόζει διορθωμένη τάση στο φορτίο. Οι θετικοί κυκλικοί μετατροπείς θα παρέχουν θετικό ρεύμα μόνο ενώ οι αρνητικοί μετατροπείς θα παρέχουν μόνο αρνητικό ρεύμα. Οι μετατροπείς κύκλων μπορούν να λειτουργήσουν σε τέσσερα τεταρτημόρια όπως (+ v, + i), (+ v, -i) τρόπους διόρθωσης και (-v, + i), (-v, -i) τρόπους αντιστροφής. Η πολικότητα του ρεύματος καθορίζει εάν ο θετικός ή αρνητικός μετατροπέας πρέπει να παρέχει ισχύ στο φορτίο. Όταν υπάρχει αλλαγή στην τρέχουσα πολικότητα, ο μετατροπέας που παρείχε προηγουμένως ρεύμα απενεργοποιείται και ο άλλος είναι ενεργοποιημένος. Κατά την τρέχουσα αντιστροφή πολικότητας, η μέση τάση που παρέχεται και από τους δύο μετατροπείς πρέπει να είναι ίση.
Τριφασικός σε τριφασικός κυκλικός μετατροπέας:
Δύο βασικές διαμορφώσεις είναι διαθέσιμες για τριφασικούς μετατροπείς κύκλου όπως το δέλτα και το wye. Εάν οι έξοδοι του παραπάνω μετατροπέα είναι συνδεδεμένες σε wye ή δέλτα και εάν οι τάσεις εξόδου είναι 120º μετατοπισμένες φάσεις, ο μετατροπέας που προκύπτει είναι τριφασικός στον τριφασικό μετατροπέα. Οι τριφασικοί μετατροπείς χρησιμοποιούνται κυρίως σε συστήματα κίνησης μηχανών που χρησιμοποιούν τριφασικά σύγχρονα και επαγωγικά μηχανήματα.
Εφαρμογές Κυκλομετατροπέων:
Οι κυκλοτροπείς μπορούν να παράγουν αρμονικές τάσεις εξόδου πλούσιας. Όταν οι μετατροπείς κύκλου χρησιμοποιούν ένα μηχάνημα εναλλασσόμενου ρεύματος, η επαγωγή διαρροής του μηχανήματος φιλτράρει τις περισσότερες αρμονικές υψηλής συχνότητας και μειώνει την τάση των αρμονικών χαμηλότερης τάξης.
Έλεγχος της ταχύτητας του μονοφασικού επαγωγικού κινητήρα
Μονοφασικοί επαγωγικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλές εφαρμογές. Οι βελτιώσεις στην απόδοσή του σημαίνουν μεγάλη εξοικονόμηση στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Ένας ελεγκτής ταχύτητας με βάση κύκλος μετατροπέα προτείνεται.
Έλεγχος ταχύτητας του μονοφασικού επαγωγικού κινητήρα
Το παραπάνω διάγραμμα κυκλώματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της ταχύτητας ενός μονοφασικού επαγωγικού κινητήρα σε τρία στάδια χρησιμοποιώντας κυκλικούς μετατροπείς και θυρίστορ. Το κύκλωμα χρησιμοποιεί έναν ελεγχόμενο θυρίστορ κύκλο μετατροπέα που επιτρέπει τον έλεγχο της ταχύτητας σε βήματα ενός επαγωγικού κινητήρα. Για τη σειρά 8051 μικροελεγκτών, παρέχεται ένα ζεύγος διακοπτών ολίσθησης για την επιλογή του απαιτούμενου εύρους ταχύτητας λειτουργίας του επαγωγικού κινητήρα. Αυτοί οι διακόπτες διασυνδέονται με τον μικροελεγκτή για να παραδώσουν τους παλμούς για να ενεργοποιήσουν τα SCR σε ένα διπλή γέφυρα . Έτσι, η ταχύτητα του κινητήρα μπορεί να επιτευχθεί σε τρία στάδια.
Ορισμένες άλλες εφαρμογές όπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι μετατροπείς Cycloconverters είναι οι δίσκοι μύλων τσιμέντου, οι κινήσεις προώθησης πλοίων, οι ελαιοτριβεία, και τα κουρδιστήρια ορυχείων, πλυντήρια ρούχων, αντλίες νερού και χρησιμοποιούνται επίσης σε βιομηχανίες. Εάν υπάρχουν περαιτέρω περισσότερες ερωτήσεις σχετικά με αυτό το θέμα ή στο ηλεκτρικό και ηλεκτρονικά έργα αφήστε την ενότητα σχολίων παρακάτω.
Δικαιώματα φωτογραφίας
- Cycloconverter από wikimedia
