Cycloconverter este un convertor de frecvență de la un nivel la altul, care poate schimba puterea de curent alternativ de la o frecvență la curent alternativ la o altă frecvență. Aici, un Proces de conversie AC-AC se face cu o schimbare de frecvență. Prin urmare, este denumit și schimbător de frecvență. În mod normal, frecvența de ieșire este mai mică decât frecvența de intrare. Implementarea circuitului de control este complicată din cauza numărului mare de SCR-uri. Microcontrolerul sau DSP sau microprocesorul este utilizat în circuitele de control.
CycloConverter
Un ciclo-convertor poate realiza conversia de frecvență într-o singură etapă și asigură că tensiunea și frecvențele sunt controlabile. În plus, necesitatea de a utiliza circuite de comutare nu este necesar deoarece folosește comutarea naturală. Transferul de energie într-un Cycloconverter are loc în două direcții.
Există două tipuri de Cycloconvertere
Step Up Cycloconverter:
Aceste tipuri folosesc comutarea normală și dau o ieșire la frecvențe mai mari decât cea a intrării.
Reduceți Cycloconverter-ul:
Acest tip folosește comutarea forțată și are ca rezultat o ieșire cu o frecvență mai mică decât cea a intrării.
Ciclo-convertoarele sunt clasificate în continuare în trei categorii, după cum se discută mai jos.
Monofazat la Monofazat
Acest Cycloconverter are doi convertoare cu undă completă conectate spate în spate. Dacă un convertor funcționează, celălalt este dezactivat, nu trece curent prin el.
Trifazat la Monofazat
Acest Cycloconverter funcționează în patru cadrane care sunt (+ V, + I) și (−V, −I) fiind modurile de rectificare și (+ V, −I) și (−V, + I) fiind modurile de inversare.
Trifazat la Trifazat
Acest Cycloconverter este utilizat în principal în sistemele de mașini de curent alternativ care funcționează pe mașini cu inducție trifazată și sincrone.
Introducerea cicloconvertorului monofazat în monofazat folosind tiristoare
Cicloconvertorul are patru tiristoare împărțite în două Bănci tiristorice , adică o bancă pozitivă și o bancă negativă din fiecare. Când curentul pozitiv curge în sarcină, tensiunea de ieșire este controlată prin controlul de fază al celor două tiristoare pozitive, în timp ce tiristoarele cu rețea negativă sunt ținute oprite și invers când curentul negativ curge în sarcină.
Ilustrație operațională a cicloconvertorului monofazat
Formele de undă de ieșire perfecte pentru un curent de încărcare sinusoidală și diferite unghiuri de fază de încărcare sunt prezentate în figura de mai jos. Este important să mențineți în permanență rețeaua tiristorică neconductoare oprită, în caz contrar, rețeaua electrică ar putea fi scurtcircuitată prin intermediul celor două tablouri tiristorice, rezultând distorsiunea formei de undă și posibila defecțiune a dispozitivului de la curentul de scurtcircuit.
Forme de undă de ieșire idealizate
O problemă majoră de control a ciclo-convertizorului este modul de a schimba între bănci în cel mai scurt timp posibil pentru a evita denaturarea, asigurându-se în același timp că cele două bănci nu conduc în același timp.
O adăugare obișnuită la circuitul de alimentare care elimină cerința de a ține o bancă oprită este plasarea unui inductor cu curent central numit inductor de curent circulant între ieșirile celor două bănci.
Ambele bănci pot acum să conducă împreună fără a scurta rețeaua electrică. De asemenea, curentul de circulație din inductor menține ambele bănci să funcționeze tot timpul, rezultând forme de undă de ieșire îmbunătățite.
Proiectarea Cycloconverterului folosind tiristoare
Acest proiect este conceput pentru a controla viteza unui motor cu inducție monofazat în trei pași prin utilizarea unei tehnici Cycloconverter de către Tiristoare. Un A.C Motors are marile avantaje de a fi relativ ieftin și foarte fiabil.
Diagrama bloc a CycloConverterului pe bază de tiristor
Cerințe privind componentele hardware
Alimentare DC de 5V, Microcontroler (AT89S52 / AT89C51), Optoizolator (MOC3021), motor cu inducție monofazat, butoane, SCR, LM358 IC , Rezistoare, Condensatoare.
Detecție transversală zero tensiune
Detectarea încrucișată a tensiunii zero înseamnă forma de undă a tensiunii de alimentare care trece prin tensiunea zero pentru fiecare 10msec dintr-un ciclu de 20msec. Folosim semnal AC 50Hz, perioada totală a ciclului este de 20 msec (T = 1 / F = 1/50 = 20msec) în care, pentru fiecare jumătate de ciclu (adică 10ms) trebuie să obținem semnale zero.
Detecție transversală zero tensiune
Acest lucru se realizează prin utilizarea DC pulsatoriu după redresorul de punte înainte de a fi filtrat. În acest scop, folosim o diodă de blocare D3 între DC pulsant și condensatorul filtrului astfel încât să putem obține DC pulsant pentru utilizare.
DC-ul pulsant este dat divizorului potențial de 6.8k și 6.8K pentru a furniza o ieșire de aproximativ 5V care pulsează de la 12V care este conectată la intrarea care nu inversează pinul de comparare 3. Aici, Op-amp este folosit ca comparator.
DC-ul de 5V este dat unui divizor potențial de 47k și 10K, care oferă o ieșire de aproximativ 1,06V și care este conectat la pinul de intrare inversor nr. 2. O rezistență de 1K este utilizată de la pinul de ieșire 1 la pinul de intrare 2 pentru feedback.
După cum știm, principiul unui comparator este că atunci când terminalul neinversibil este mai mare decât terminalul inversor, atunci ieșirea este logică ridicată (tensiune de alimentare). Astfel, DC-ul pulsatoriu pe pinul 3 este comparat cu DC-ul fix 1,06V la pinul 2.
O / p-ul acestui comparator este alimentat către terminalul inversor al unui alt comparator. Terminalului neinversibil al acestui pin de comparare nr. 5 i se dă o tensiune de referință fixă, adică 2,5V preluată de la un divizor de tensiune format din rezistențe de 10k și 10k.
Astfel obținem ZVR (Zero Voltage Reference) detectat. Acest ZVR este apoi utilizat ca impulsuri de intrare către microcontroler.
Forma de undă ZVS
Procedura de lucru a Cycloconverterului
Conexiunile circuitului sunt prezentate în diagrama de mai sus. Proiectul folosește referință de tensiune zero, așa cum este descris mai sus la pinul nr. 13 din microcontroler. Opt Opto - izolatori MOC3021 sunt utilizate pentru a conduce 8 SC2 de la U2 la U9.
4 SCR’s (redresoare controlate cu siliciu) utilizat în punte completă este în antiparalel cu un alt set de 4 SCR, așa cum se arată în diagramă. Declanșarea impulsurilor astfel generate de MC conform programului scris oferă condiția de intrare Opto-izolatorului care acționează SCR-ul respectiv.
Un singur Opto U17 care conduce SCR U2 este prezentat mai sus, în timp ce toate celelalte sunt similare, conform schemei de circuit. SCR conduce la 20ms de la primul pod și următorii 20ms de la cel de-al doilea pod pentru a obține ieșirea la un punct nu - 25 și 26, perioada de timp totală a unui ciclu alternativ de 40ms, care este 25 Hz.
Astfel F / 2 este livrat la sarcină în timp ce comutatorul 1 este închis. În mod similar, pentru F / 3 conducerea are loc timp de 30 ms în primul pod și următorii 30 ms de podul următor, astfel încât o perioadă de timp totală de 1 ciclu ajunge la 60 ms, care la rândul său în F / 3 în timp ce comutatorul -2 este acționat.
Frecvența fundamentală de 50Hz este disponibilă prin declanșarea unei perechi de la primul pod pentru primul 10 ms și pentru următorii 10 ms de la următorul pod în timp ce ambele comutatoare sunt menținute în starea „OFF”. Curentul invers care curge în porțile SCR-urilor este ieșire Opto - izolator.
Aplicații ale Cycloconverterului
Aplicațiile includ controlul vitezei mașinilor de curent alternativ, cum ar fi Este utilizat în principal în tracțiunea electrică, motoarele de curent alternativ cu viteză variabilă și încălzirea prin inducție.
- Motoare sincrone
- Unități de fabrică
- Propulsiile navei
- Mori de măcinat
Sper că ați înțeles în mod clar subiectul Cycloconverter-ului , este un convertor de frecvență de la un nivel la altul, care poate schimba puterea de curent alternativ de la o frecvență la curent alternativ la o altă frecvență. Dacă mai aveți întrebări despre acest subiect sau despre proiectele electrice și electronice, lăsați secțiunea de comentarii de mai jos.
