V průmyslových aplikacích se používají dvě formy elektrické energie, stejnosměrný proud a střídavý proud, střídavý proud. Konstantní napětí a konstantní proud AC jsou přímo k dispozici. Pro různé aplikace jsou však zapotřebí různé formy, různá napětí a / nebo různé proudy. K dosažení různých forem jsou zapotřebí převaděče. Tyto převaděče jsou klasifikovány jako usměrňovače, střídače, střídače a cyklo převaděče.
Cyklokonvertor je zařízení, které převádí střídavý proud na jedné frekvenci na střídavý proud s nastavitelnou, ale nižší frekvencí bez stejnosměrného proudu nebo stejnosměrného proudu. Lze jej také uznat jako statickou rekurentní nabíječku a obsahuje usměrňovače regulované křemíkem. Cyklokonvertory se používají ve velmi velkých frekvenčních měničích s výkony od několika megawattů do mnoha desítek megawattů.
Princip cyklokonvertoru je popsán níže pomocí použití jednofázového na jednofázový cyklokonvertor.
Níže je uveden jednofázový vstupní cyklokonvertor (a) 50 Hz, (b) 25 Hz, (c) 12,5 Hz jednofázový vstup do jednofázového výstupního cyklokonvertoru.
Usměrňovač převádí z jednofázového nebo třífázového střídavého proudu na proměnné stejnosměrné napětí. Choppery konvertují z DC na proměnné stejnosměrné napětí. Střídače převádějí jednosměrný nebo třífázový střídavý proud na stejnosměrný proud s proměnnou frekvencí s proměnnou velikostí. Cyklické převodníky konvertují z jednofázového nebo třífázového střídavého proudu na jednofázový nebo třífázový střídavý proud s proměnnou velikostí. Cyklokonvertor má čtyři tyristory rozdělené do kladné a záporné banky po dvou tyristorech.
Základní schéma cyklokonvertoru:
Cyklokonvertor je připojen ke vstupu mezi 30 a 31, jak je znázorněno níže. Motor je připojen mezi 25 a 26.
V závislosti na spouštěcích impulzech přiváděných do sady 8 SCR mezi jejich hradlem a katodou dostaneme F nebo F / 2 nebo F / 3.
Cyklokonvertor
Typy cyklokonvertorů:
Existují hlavně dva typy cyklokonvertorů blokujících režim typu a typ cirkulujícího režimu. Když je zátěžový proud kladný, kladný měnič dodává požadované napětí a záporný měnič je blokován. Předpokládejme, že pokud je zátěžový proud záporný, pak záporný měnič dodává napětí a kladný měnič je blokován. Tato operace se nazývá operace režimu blokování. Cyklokonvertory, které používají tuto metodu, se nazývají cyklokonvertory v blokovém režimu.
Náhodně, pokud jsou povoleny oba převaděče, dojde ke zkratu napájení. Aby se tomu zabránilo, musí být mezi převodníky připojen meziskupinový reaktor (IGR). Pokud jsou oba převodníky povoleny, je vytvářen cirkulující proud. To je jednosměrné, protože tyristory umožňují proud protékat pouze jedním směrem. Cyklokonvertory využívající tento přístup se nazývají konvertory cirkulujícího proudu.
Cyklokonvertory v režimu blokování:
Cyklokonvertory v blokovacím režimu nepotřebují žádný meziskupinový reaktor (IGR). V závislosti na polaritě je jeden z převaděčů povolen. Provoz v režimu blokování má některé výhody a nevýhody oproti provozu v cirkulujícím režimu. Nepotřebují žádné reaktory, proto je jejich velikost a cena nižší. Pouze jeden převodník je ve vedení po celou dobu, spíše než dva. Během doby zpoždění zůstává proud na nule a zkresluje průběhy napětí a proudu. Toto zkreslení znamená složité harmonické vzory.
Cyklokonvertory s cirkulujícím proudem:
Oba převodníky jsou v tomto případě vždy funkční. Velkou nevýhodou je potřeba IGR. Počet zařízení, která se k tomu připojují, je dvakrát vyšší než u blokovacího aktuálního cyklokonvertoru.
Principy cyklokonvertorů:
Principy činnosti cyklokonvertorů lze rozdělit do následujících tří typů na základě typu vstupního střídavého napájení aplikovaného na obvod.
Jednofázový na jednofázový cyklokonvertor:
Pochopení principů činnosti cyklokonvertorů by mělo začít u jednofázového až jednofázového cyklokonvertoru. Tento převaděč má zpětné připojení dvou plných vlnových usměrňovačů. Předpokládejme, že pro získání jedné čtvrtiny vstupního napětí na výstupu, pro první dva cykly Vs pracuje kladný převodník dodávající proud do zátěže a usměrňuje vstupní napětí. V následujících dvou cyklech pracuje záporný měnič a dodává proud v opačném směru. Když jeden z měničů pracuje, druhý je deaktivován, takže mezi usměrňovači neproudí žádný proud. Na níže uvedeném obrázku Vs představuje vstupní napájecí napětí a Vo je požadované výstupní napětí, které je jednou čtvrtinou napájecího napětí.
Obrázek pro čtvrtinu vstupního napětí na výstupu pomocí 1fázového až 1fázového cyklokonvertoru
Třífázové až jednofázové cyklokonvertory:
Stejně jako výše uvedené převodníky, třífázový až jednofázový cyklokonvertor přivádí na zátěž usměrněné napětí. Pozitivní cyklokonvertory dodávají pouze kladný proud, zatímco záporné převaděče dodávají pouze záporný proud. Cyklokonvertory mohou pracovat ve čtyřech kvadrantech jako (+ v, + i), (+ v, -i) rektifikační režimy a (-v, + i), (-v, -i) invertující režimy. Polarita proudu určuje, zda má kladný nebo záporný převodník dodávat energii do zátěže. Dojde-li ke změně polarity proudu, převodník, který dříve dodával proud, je deaktivován a druhý je povolen. Během přepólování proudu by průměrné napětí dodávané oběma převodníky mělo být stejné.
Třífázový na třífázový cyklokonvertor:
Pro třífázové cyklo převodníky, jako je delta a wye, jsou k dispozici dvě základní konfigurace. Jsou-li výstupy výše uvedeného převodníku připojeny ve wye nebo delta a pokud jsou výstupní napětí 120 ° fázově posunuté, je výsledný převodník třífázový na třífázový převodník. Třífázové převodníky se používají hlavně v systémech pohonu strojů, na nichž běží třífázové synchronní a indukční stroje.
Aplikace cyklokonvertorů:
Cyklokonvertory mohou produkovat harmonická bohatá výstupní napětí. Když cyklokonvertory používají pro běžící střídavý stroj, indukčnost úniku stroje filtruje většinu vysokofrekvenčních harmonických a snižuje napětí harmonických nižších řádů.
Řízení rychlosti jednofázového indukčního motoru
Jednofázové indukční motory jsou široce používány v mnoha aplikacích. Zlepšení výkonu znamená velkou úsporu spotřeby elektrické energie. Regulátor rychlosti založený na cyklokonvertor je navrženo.
Řízení rychlosti jednofázového indukčního motoru
Výše uvedené schéma zapojení lze použít k řízení rychlosti jednofázového indukčního motoru ve třech krocích pomocí cyklokonvertorů a tyristorů. Obvod využívá tyristorem řízený cyklokonvertor, který umožňuje řízení rychlosti v krocích indukčního motoru. U řady mikrokontrolérů 8051 je k dispozici dvojice posuvných spínačů pro výběr požadovaného rozsahu otáček provozu indukčního motoru. Tyto přepínače jsou propojeny s mikrokontrolérem, aby dodávaly impulsy ke spouštění SCR v a duální most . Rychlost motoru lze tedy dosáhnout ve třech krocích.
Některé další aplikace, kde lze použít cyklokonvertory, jsou pohony cementových mlýnů, pohony lodí, válcovací stolice a navíječe důlních strojů, pračky, vodní čerpadla a také v průmyslových odvětvích. Pokud máte další dotazy k tomuto tématu nebo k elektrickým a elektronické projekty opusťte sekci komentáře níže.
Fotografický kredit
- Cyklokonvertor od wikimedia
