Convertoarele AC în AC sunt utilizate pentru conversia formelor de undă AC cu o anumită frecvență și magnitudine în formă de undă AC cu o altă frecvență la o altă magnitudine. Această conversie este necesară în principal în cazul controlului vitezei mașinilor, și pentru aplicații cu frecvență joasă și cu tensiune variabilă. Știm că există diferite tipuri de sarcini care funcționează cu diferite tipuri de surse de alimentare cum ar fi alimentarea monofazată, trifazată, iar sursele pot fi diferențiate și pe baza tensiunii și a frecvenței.
Convertor de la AC la AC
Ce este AC-AC Converter?
Avem nevoie de o anumită tensiune și o anumită frecvență pentru funcționarea unor dispozitive sau mașini speciale. Pentru controlul vitezei motoarelor cu inducție , Convertoarele de la AC la AC (Cycloconverters) sunt utilizate în principal. Pentru a obține o sursă de alimentare dorită de la sursa de alimentare reală, avem nevoie de niște convertoare numite convertoare de curent alternativ.
Tipuri de convertoare AC-AC
Convertoarele de la AC la AC pot fi clasificate în diferite tipuri:
- Convertoare Cycl
- Convertoare AC-AC cu link DC
- Convertoare Matrix
- Convertoare de matrice hibride
1. Cicloconvertoare
Cicloconvertoare sunt numite în principal schimbătoare de frecvență care convertesc puterea de curent alternativ cu o singură frecvență de intrare în curent alternativ cu o frecvență de ieșire diferită și pot fi utilizate și pentru schimbarea magnitudinii puterii de curent alternativ. Cicloconvertitoarele sunt preferate pentru a evita legăturile de curent continuu și pentru a evita multe etape, cum ar fi de la AC la DC la AC, care nu este economic și provoacă mai multe pierderi. Costul legăturii DC necesare va varia în funcție de puterea de alimentare utilizată.
Cicloconvertoare
Figura de mai sus arată principiul de funcționare al unui cicloconvertor în care frecvența de undă de intrare s-a modificat prin schimbarea unghiului de tragere aplicat tiristoarelor. Prin comutarea tiristoarelor pozitive și negative ale membrelor, putem obține o frecvență de ieșire variabilă care poate fi frecvență pas cu pas sau în jos comparativ cu frecvența de intrare.
Cicloconvertitoarele sunt clasificate în diferite tipuri pe baza diferitelor criterii
Cicloconvertitoarele sunt formate din două membre și anume membrul pozitiv numit și convertor pozitiv și membrul negativ numit și convertor negativ. Positivelimbul funcționează în timpul semiciclului pozitiv și membrul negativ funcționează în timpul semiciclului negativ.
Clasificarea cicloconvertoarelor pe baza modului de funcționare:
Cicloconvertere în modul de blocare
Aceste cicloconvertoare nu au nevoie de niciun reactor de limitare, deoarece în acest mod, un singur membru, fie unul pozitiv, fie unul negativ, se conduce la un moment dat, iar celălalt membru este blocat. Prin urmare, acest lucru se numește Cycloconvertere în modul de blocare.
Cicloconvertor în modul curent circulant
Aceste reactoare de limitare a cicloconversoarelor necesită atât ca membru pozitiv cât și ca membru negativ la un moment dat și, prin urmare, un reactor este plasat pentru a limita curentul circulant. Întrucât ambele membre conduc în același timp, va exista un curent circulant în sistem și, prin urmare, se numește cicloconvertor în modul curent circulant.
Clasificarea cicloconvertoarelor pe baza numărului de faze ale tensiunii de ieșire
Cicloconvertoare monofazate
Acestea sunt din nou clasificate în două tipuri pe baza numărului de faze de intrare.
1-Ø la 1- Ø Convertor Cylco
1-Ø la 1- Ø Convertor Cylco
Acest Cycloconverter convertește forma de undă AC monofazată cu frecvența de intrare și magnitudinea t în forma de undă AC de ieșire cu o magnitudine și o frecvență diferite.
Cicloconversor de fază de la 3 la Ø la 1 la Ø
Acest Cycloconverter are o sursă trifazată de curent alternativ cu o frecvență de intrare și magnitudine și produce ieșire ca o formă de undă monofazată de curent alternativ cu o frecvență sau o mărime de ieșire diferită.
Cicloconvertor cu 3 faze la 1 fază
Cicloconversor de fază de la 3 la Ø la 3 la Ø
Cicloconversor de fază de la 3 la Ø la 3 la Ø
Acest Cycloconverter are o sursă trifazată de curent alternativ cu frecvență și magnitudine de intrare și produce ieșire ca formă de undă trifazată de curent alternativ cu o frecvență sau magnitudine de ieșire diferită.
Clasificarea cicloconvertoarelor pe baza unghiului de tragere a membrelor pozitive și negative
Cicloconvertoare plic
La acest tip de Cycloconvertere, unghiul de ardere este fixat atât pentru semiciclurile pozitive, cât și pentru cele negative în timpul semiciclului pozitiv. Pentru un convertor pozitiv, unghiul de tragere este setat la α = 0 °, iar în timpul semiciclului negativ, unghiul de tragere este setat la α = 180 °.
În mod similar, pentru un convertor negativ, unghiul de tragere este setat la α = 180 °, în timpul semiciclului pozitiv, iar în timpul semiciclului negativ, unghiul de tragere este setat la α = 0 °.
Cycloconvertere cu fază controlată
Prin utilizarea acestui tip de Cycloconvertere, putem modifica magnitudinea tensiunii de ieșire pe lângă frecvența de ieșire. Ambele pot fi variate variind unghiul de tragere al convertorului.
Cycloconvertere cu fază controlată
2. Convertoare AC-AC cu DC Link
Convertoarele de la CA la AC cu o legătură de curent continuu constă în general dintr-un redresor, o legătură de curent continuu și un invertor, ca în acest proces AC este convertit în CC utilizând redresorul . După ce a fost convertit în curent continuu, legătura continuă este utilizată pentru a stoca curent continuu și apoi din nou este convertită în curent alternativ utilizând invertorul. Circuitul convertorului CA-AC cu o legătură CC este prezentat în figură.
Convertoarele AC-AC cu o legătură DC sunt clasificate în două tipuri:
Convertor convertor sursă de curent
La acest tip de invertor, unul sau două inductoare din serie sunt utilizate între unul sau ambele membre ale conexiunii dintre redresor și invertor. Redresorul utilizat aici este un dispozitiv de comutare cu fază, cum ar fi Podul Tiristorului.
Convertor convertor sursă de curent
Convertor invertor sursă de tensiune
În acest tip de convertor, legătura de curent continuu constă dintr-un condensator de șunt, iar redresorul este format dintr-o punte cu diode. Podurile cu diode sunt preferate pentru sarcina redusă, deoarece distorsiunea liniei de curent alternativ și factorul de putere scăzut cauzat de podul cu diode sunt mai mici decât podul cu tiristoare.
Cu toate acestea, convertoarele de la AC la AC cu o legătură de curent continuu nu sunt recomandate pentru puteri de mare putere ca legătură de curent continuu componentă pasivă capacitatea necesară crește odată cu creșterea puterii nominale. Pentru stocarea unei puteri ridicate, avem nevoie de componente pasive voluminoase de stocare DC ridicate, care nu sunt economice și eficiente, deoarece pierderile cresc și pentru conversia procesului AC în DC și DC în AC.
Convertor invertor sursă de tensiune
3. Convertoare de matrice
Convertorii matriciali sunt utilizați pentru conversia directă a AC în AC fără a utiliza vreo legătură de curent continuu pentru a crește fiabilitatea și eficiența sistemului prin reducerea costului și a pierderilor elementului de stocare a legăturii de curent continuu.
Convertorul matricial constă din comutatoare bidirecționale care practic nu există în prezent, dar care pot fi realizate prin utilizarea IGBT-urilor, acestea fiind capabile să conducă curentul și să blocheze tensiunea ambelor polarități.
Convertoare Matrix
Convertoarele cu matrice sunt din nou clasificate în diferite tipuri pe baza numărului de componente utilizate.
Sparse Matrix Converter
Funcția unui convertor cu matrice rară este identică cu convertorul cu matrice directă, dar aici numărul de comutatoare necesare este mai mic decât convertorul cu matrice directă și astfel fiabilitatea sistemului poate fi îmbunătățită prin reducerea complexității controlului.
Sunt necesare 18 diode, 15 tranzistori și 7 potențiale izolate ale driverului pentru convertorul cu matrice rară.
Convertor de matrice foarte rar
Numărul diodelor este mărit odată cu reducerea numărului de tranzistoare în comparație cu convertorul cu matrice rară și, astfel, datorită numărului mai mare de diode, pierderile de conducere sunt mari. Funcția convertorului matricial foarte rar este similară cu convertorul matricial rar / direct.
Sunt necesare 30 de diode, 12 tranzistori și 10 potențiale de driver izolate pentru un convertor cu matrice foarte rar.
Convertor ultra matricesc
Acestea sunt utilizate pentru unitățile de viteză variabilă cu dinamică redusă, deoarece etapa de intrare a acestui convertor este unidirecțională și, din acest motiv, există o deplasare admisibilă a fazei între curentul de intrare fundamental și tensiunea de intrare. În mod similar, pentru o tensiune de ieșire fundamentală și curentul de ieșire este de 30 ° și, prin urmare, acestea sunt utilizate în principal pentru unitățile PSM cu viteză variabilă cu dinamică redusă.
Sunt necesare 12 diode, 9 tranzistori și 7 potențiale izolate ale driverului pentru convertorul cu matrice ultra sparse.
Convertor de matrice hibrid
Convertorii matriciali care convertesc AC / DC / AC sunt denumiți ca Convertoare cu matrice hibridă , și similar cu convertoarele matriciale, aceste convertoare hibride nu folosesc niciun condensator sau inductor sau o legătură continuă.
Acestea sunt din nou clasificate în două tipuri în funcție de numărul de etape pe care le iau pentru conversie, dacă tensiunea și curentul sunt convertite într-o singură etapă, atunci acel convertor poate fi numit convertor Hybrid Direct Matrix Converter.
Dacă tensiunea și curentul sunt convertite în două etape diferite, atunci acel convertor poate fi numit convertor de matrice indirectă hibridă.
Exemplu:
Cicloconvertor folosind tiristoare
Proiectul cycloconverter vizează controlul vitezei unui motor cu inducție monofazat prin utilizarea tehnicii Cycloconverter cu tiristoare. Motoarele cu inducție sunt mașini cu viteză constantă care sunt frecvent utilizate în multe aparate de uz casnic, cum ar fi mașinile de spălat, pompele de apă și aspiratoarele.
Circuitul constă dintr-un sistem de alimentare (cu transformator, redresor și regulator pentru a converti AC în CC) este conectat la microcontroler și alimentarea AC este menținută la cicloconvertor. Microcontrolerul este conectat cu optoizolator și selectarea modului. Cicloconvertorul este conectat la motor.
Cycloconverter folosind tiristoare
Viteza motorului cu inducție poate fi variată în trei pași ca F, F / 2 și F / 3. Microcontrolerul este conectat cu comutatoare glisante, iar starea acestor comutatoare poate fi variată astfel încât microcontrolerul să livreze impulsurile de declanșare corespunzătoare către tiristoarele Cycloconverter dual bridge. Odată cu variația impulsurilor de declanșare, frecvența formei de undă de ieșire a Cycloconverter-ului poate fi variată. Astfel, se poate realiza controlul vitezei motorului cu inducție monofazat.
Este vorba despre unele dintre convertoarele de la AC la AC, împreună cu scurta lor discuție și principiile de lucru. Acești convertoare se găsesc în cea mai mare parte în echipamentele de conversie de mare putere legate de aplicații de control electronic de putere . Dacă doriți mai multe informații și implementarea practică a acestor convertoare, ne puteți scrie comentând mai jos.
Credite foto:
- Convertoare AC în CA de siemens
- Cycloconvertere de pantechsolutions
- Cycloconvertere controlate de fază de nctu
- Sursă de tensiune și sursă de curent Invertor de cercetare-gecko
- Convertoare Matrix de yaskawa
- 3-Ø la 3- Ø Cycloconverter de fază de pantechsolutions
- 1-Ø la 1- Ø Cilcoconvertor de fișiere
- 3-Ø la 1-ØPhaseCycloconverter de către
