Διπλός μετατροπέας - το ίδιο το όνομα δείχνει ότι έχει δύο μετατροπείς σε αυτό. Είναι μια ηλεκτρική συσκευή που βρίσκεται κυρίως σε προγράμματα οδήγησης μεταβλητής ταχύτητας. Είναι ένα σύστημα ελέγχου ηλεκτρονικών ισχύος για να λάβετε είτε DC πολικότητας από διόρθωση AC από τον μετατροπέα προς τα εμπρός και τον μετατροπέα όπισθεν. Σε έναν διπλό μετατροπέα, δύο μετατροπείς συνδέονται μεταξύ τους πλάτη με πλάτη.
Μία από τις γέφυρες λειτουργεί ως ανορθωτής (μετατρέπει AC σε DC) , μια άλλη μισή γέφυρα λειτουργεί ως μετατροπέας (μετατρέπει DC σε AC) και συνδέεται συνήθως με φορτίο DC. Εδώ πραγματοποιούνται δύο διαδικασίες μετατροπής ταυτόχρονα, οπότε καλείται διπλός μετατροπέας. Ο διπλός μετατροπέας μπορεί να παρέχει τέσσερις λειτουργίες τεταρτημορίων. Η λειτουργία τεσσάρων τεταρτημορίων φαίνεται παρακάτω.
Διπλός μετατροπέας τεσσάρων τεταρτημορίων
Αρχή του διπλού μετατροπέα
Η βασική αρχή λειτουργίας του διπλού μετατροπέα μπορεί να εξηγηθεί με αναφορά στο απλοποιημένο ισοδύναμο διάγραμμα του κυκλώματος DC που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σε αυτήν την απλοποιημένη παράσταση, γίνονται δύο παραδοχές.
- Οι διπλοί μετατροπείς είναι ιδανικοί που σημαίνει ότι παράγουν καθαρά τερματικά εξόδου DC χωρίς να περιέχουν κυματισμούς.
- Κάθε μετατροπέας δύο τεταρτημορίων θεωρείται ότι είναι μια ελεγχόμενη πηγή άμεσης τάσης, συνδεδεμένος σε σειρά με μια δίοδο.
Εδώ οι δίοδοι D1 και D2 αντιπροσωπεύουν τα μονοκατευθυντικά χαρακτηριστικά ροής ρεύματος των μετατροπέων. Ωστόσο, η κατεύθυνση του ρεύματος μπορεί να είναι με οποιονδήποτε τρόπο. Ας υποθέσουμε, η μέση τάση εξόδου του μετατροπέα 1 είναι V01 και ο μετατροπέας 2 είναι V02. Για να γίνει η τάση εξόδου των δύο μετατροπέων στην ίδια πολικότητα και μέγεθος, πρέπει να ελέγχονται οι γωνίες πυροδότησης των θυρίστορ.
Για να μάθετε περισσότερα για το θυρίστορ, ακολουθήστε τον σύνδεσμο: Βασικά και χαρακτηριστικά διδασκαλίας Thyristor ή Silicon Controlled Rectifier
Απλή απλοποιημένη παράσταση διπλού μετατροπέα
Μέση τάση εξόδου ενός μονοφασικού μετατροπέα = 2Vm COSα / π
Μέση τάση εξόδου του τριφασικού μετατροπέα = 3Vm COSα / π
Για τον μετατροπέα 1, η μέση τάση εξόδου, V01 = Vmax COSα1
Για τον μετατροπέα 2, η μέση τάση εξόδου, V02 = Vmax COSα2
Η τάση εξόδου δίνεται από,
Η γωνία πυροδότησης δεν μπορεί ποτέ να είναι μεγαλύτερη από 180. Άρα, α1 + α2 = 1800
Γωνία πυροδότησης
Τρόποι λειτουργίας του διπλού μετατροπέα
Υπάρχουν δύο λειτουργικές λειτουργίες: Λειτουργία ρεύματος χωρίς κυκλοφορία και λειτουργία κυκλοφορίας.
Τρέχουσα λειτουργία που δεν κυκλοφορεί
- Ένας μετατροπέας θα εκτελεί κάθε φορά. Δεν υπάρχει ρεύμα κυκλοφορίας μεταξύ των μετατροπέων.
- Κατά τη λειτουργία του μετατροπέα 1, η γωνία πυροδότησης (α1) θα είναι 0<α1< 900(Το Vdc και το Idc είναι θετικά)
- Κατά τη λειτουργία του μετατροπέα 2, η γωνία πυροδότησης (α2) θα είναι 0<α2< 900(Τα Vdc και Idc είναι αρνητικά)
Τρέχουσα λειτουργία κυκλοφορίας
- Σε αυτήν τη λειτουργία, και οι δύο μετατροπείς θα βρίσκονται σε κατάσταση ON ταυτόχρονα. Έτσι υπάρχει κυκλοφορούν ρεύμα.
- Οι γωνίες πυροδότησης ρυθμίζονται έτσι ώστε α1 + α2 = 1800. Η γωνία πυροδότησης του μετατροπέα 1 είναι α1 και η γωνία πυροδότησης του μετατροπέα 2 είναι α2.
- Σε αυτήν τη λειτουργία, ο μετατροπέας 1 λειτουργεί ως ελεγχόμενος ανορθωτής όταν η γωνία πυροδότησης είναι 0<α1< 900και ο μετατροπέας 2 λειτουργεί ως μετατροπέας όταν η γωνία πυροδότησης είναι 900 <α2< 1800. Σε αυτήν την κατάσταση, τα Vdc και Idc είναι θετικά.
- Ο μετατροπέας 1 λειτουργεί ως μετατροπέας όταν η γωνία πυροδότησης είναι 900 <α1< 1800και ο μετατροπέας 2 λειτουργεί ως ελεγχόμενος ανορθωτής όταν η γωνία πυροδότησης είναι 0<α2< 900σε αυτήν την κατάσταση, τα Vdc και Idc είναι αρνητικά.
Διπλός μετατροπέας μονοφασικού
Το σχήμα που δείχνει το πλήγμα δείχνει μονοφασικό διπλό μετατροπέα χρησιμοποιώντας θυρίστορ. Όπως εξηγήθηκε παραπάνω, σε μονοφασικό διπλό μετατροπέα χρησιμοποιούμε μονοφασικό ανορθωτικό κύκλωμα για τη μετατροπή μονοφασικού AC σε σταθερό DC.
Ο μετατροπέας 1 αποτελείται από ανορθωτή. Στη συνέχεια, το διορθωμένο DC τροφοδοτείται σε ένα φίλτρο που αφαιρεί τους παλμούς από το διορθωμένο DC και το μετατρέπει σε καθαρό DC με φιλτράρισμα.
Μετά από αυτό, αυτό το καθαρό DC τροφοδοτείται για φόρτωση και από το φορτίο, δίνεται σε κύκλωμα μετατροπέα που μετατρέπει αυτό το DC σε AC και τέλος αυτό το AC του μετατροπέα που λαμβάνεται ως έξοδος.
Διπλός μετατροπέας μονοφασικού
Τριφασικός διπλός μετατροπέας
Σε τριφασικό διπλό μετατροπέα, χρησιμοποιούμε τριφασικό ανορθωτή που μετατρέπει την τριφασική τροφοδοσία AC σε DC. Η δομή του μετατροπέα είναι ίδια με τον μονοφασικό διπλό μετατροπέα.
Η έξοδος του τριφασικού ανορθωτή τροφοδοτείται για φιλτράρισμα και μετά το φιλτράρισμα ο καθαρός DC τροφοδοτείται στο φορτίο. Επιτέλους, η τροφοδοσία από το φορτίο δίνεται στην τελευταία γέφυρα που είναι ανεστραμμένη. Κάνει τη διαδικασία αναστροφής του ανορθωτή και μετατρέπει το DC σε 3 φάσεις AC, που είναι έξοδος.
Τριφασικός διπλός μετατροπέας
Εφαρμογές του διπλού μετατροπέα
- Κατεύθυνση και έλεγχος ταχύτητας κινητήρων DC.
- Εφαρμόζεται οπουδήποτε, απαιτείται το αναστρέψιμο DC.
- Βιομηχανικές μονάδες DC μεταβλητής ταχύτητας.
Έλεγχος κατεύθυνσης και ταχύτητας των DC Motors χρησιμοποιώντας Dual Converter
Ο διπλός μετατροπέας είναι ένα σύστημα ελέγχου ηλεκτρονικών ισχύος για να πάρει είτε DC πολικότητας από διόρθωση εναλλασσόμενου ρεύματος από τον μπροστινό μετατροπέα και τον μετατροπέα όπισθεν. Μπορεί να τρέξει κινητήρες DC και στις δύο κατευθύνσεις με έλεγχο ταχύτητας.
Αυτός ο μονοφασικός μετατροπέας επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας ένα ζεύγος ελεγχόμενης θυρίστορ γέφυρας (4 SCRs X 2) που επιτρέπει στον κινητήρα DC να αντιστραφεί η πολικότητα για περιστροφή κατεύθυνσης και ο έλεγχος ταχύτητας επίσης μειώθηκε σε βήματα με τον μικροελεγκτή ενεργοποιώντας κάθε γέφυρα SCR τράπεζα δεόντως διασυνδεδεμένοι μέσω Opto-isolators.
Ένα ζεύγος διακοπτών χρησιμοποιείται για την εισαγωγή λογικού σήματος για την επιθυμητή έξοδο. Εάν η είσοδος 230 volt AC δίνεται στη διπλή γέφυρα SCR, μπορούμε να έχουμε φορτίο λαμπτήρα 100 watt και ελέγχεται η πολικότητα DC κατά μήκος της λάμπας ή μπορεί να χρησιμοποιηθεί κινητήρας DC χαμηλής ισχύος 220 volt.
Αυτό το έργο χρησιμοποιεί 12-volt AC στην είσοδο και 12 volt DC κινητήρα για να επαληθεύσει οποιαδήποτε περιστροφή κατεύθυνσης καθώς η πολικότητα αντιστρέφεται.
Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με αυτό το έργο, ακολουθήστε τον σύνδεσμο: Διπλός μετατροπέας με χρήση Thyristors.
Ελπίζω να έχετε κατανοήσει ξεκάθαρα το θέμα του Διπλού μετατροπέα, Είναι ένα σύστημα ελέγχου ηλεκτρονικών ισχύος για να λαμβάνετε είτε DC πολικότητας από διόρθωση εναλλασσόμενου ρεύματος με μετατροπέα προώθησης και μετατροπέα όπισθεν. Εάν υπάρχουν περαιτέρω απορίες σχετικά με αυτό το θέμα ή σχετικά με τα ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά έργα, αφήστε την παρακάτω ενότητα σχολίων.
