Cyklokonwerter to przetwornica częstotliwości z jednego poziomu na drugi, która może zmieniać moc prądu przemiennego z jednej częstotliwości na moc prądu przemiennego przy innej częstotliwości. Tutaj plik Proces konwersji AC-AC odbywa się ze zmianą częstotliwości. Dlatego jest również nazywany zmieniaczem częstotliwości. Zwykle częstotliwość wyjściowa jest mniejsza niż częstotliwość wejściowa. Wykonanie obwodu sterującego jest skomplikowane ze względu na ogromną liczbę tyrystorów. Mikrokontroler lub DSP lub mikroprocesor jest używany w obwodach sterujących.
CycloConverter
Cyklokonwerter może osiągnąć konwersję częstotliwości w jednym stopniu i zapewnia kontrolę napięcia i częstotliwości. Ponadto potrzeba użycia obwody przełączające nie jest konieczne, ponieważ wykorzystuje naturalną komutację. Transfer mocy w cyklokonwerterze zachodzi w dwóch kierunkach.
Istnieją dwa rodzaje cyklokonwerterów
Step Up Cycloconverter:
Te typy wykorzystują normalną komutację i dają sygnał wyjściowy przy wyższych częstotliwościach niż sygnał wejściowy.
Zmniejsz cyklokonwerter:
Ten typ wykorzystuje wymuszoną komutację i skutkuje na wyjściu o częstotliwości niższej niż częstotliwość wejściowa.
Cyklokonwertery są dalej podzielone na trzy kategorie, jak omówiono poniżej.
Jednofazowe na Jednofazowe
Ten cyklokonwerter ma dwa konwertery pełnookresowe podłączone z powrotem do tyłu. Jeśli jeden konwerter pracuje, drugi jest wyłączony, nie przepływa przez niego żaden prąd.
Trójfazowe na Jednofazowe
Ten cyklokonwerter działa w czterech kwadrantach, które są (+ V, + I) i (-V, -I) są trybami prostowania, a (+ V, -I) i (-V, + I) są trybami inwersji.
Trójfazowe na Trójfazowe
Ten cyklokonwerter jest głównie stosowany w systemach maszyn prądu przemiennego, które działają na trójfazowych maszynach indukcyjnych i maszynach synchronicznych.
Wprowadzenie cyklokonwertera jednofazowego do jednofazowego przy użyciu tyrystorów
Cyklokonwerter ma cztery tyrystory podzielone na dwa Banki tyrystorowe czyli bank dodatni i bank ujemny każdego z nich. Kiedy dodatni prąd płynie w obciążeniu, napięcie wyjściowe jest kontrolowane przez kontrolę fazy dwóch dodatnich tyrystorów, podczas gdy tyrystory z ujemnym układem są wyłączone i odwrotnie, gdy prąd ujemny płynie w obciążeniu.
Ilustracja operacyjna jednofazowego cyklokonwertera
Idealne przebiegi wyjściowe dla sinusoidalnego prądu obciążenia i różnych kątów faz obciążenia pokazano na poniższym rysunku. Ważne jest, aby przez cały czas utrzymywać nieprzewodzący układ tyrystorów w stanie wyłączonym, w przeciwnym razie może dojść do zwarcia sieci zasilającej przez dwa układy tyrystorowe, co spowoduje zniekształcenie przebiegu i możliwe uszkodzenie urządzenia z powodu prądu zwarcia.
Wyidealizowane przebiegi wyjściowe
Głównym problemem kontrolnym cyklokonwertera jest to, jak przełączać się między bankami w jak najkrótszym czasie, aby uniknąć zniekształceń, zapewniając jednocześnie, że dwa banki nie działają w tym samym czasie.
Powszechnym dodatkiem do obwodu mocy, który eliminuje wymóg trzymania jednego zespołu w stanie wyłączonym, jest umieszczenie cewki indukcyjnej z zaczepem środkowym, zwanej cewką prądową krążącą, pomiędzy wyjściami obu banków.
Oba banki mogą teraz prowadzić razem bez zwierania sieci. Ponadto prąd cyrkulujący w cewce powoduje, że oba banki działają przez cały czas, co skutkuje ulepszonymi przebiegami wyjściowymi.
Projektowanie cyklokonwertera z wykorzystaniem tyrystorów
Ten projekt ma na celu kontrolowanie szybkości pliku silnik indukcyjny jednofazowy w trzech krokach przy użyciu techniki cyklokonwertera przez tyrystory. Silniki prądu przemiennego mają wielkie zalety, ponieważ są stosunkowo niedrogie i bardzo niezawodne.
Schemat blokowy cyklo-konwertera tyrystorowego
Wymagania dotyczące składników sprzętowych
Zasilanie DC 5V, Mikrokontroler (AT89S52 / AT89C51), Optoizolator (MOC3021), Jednofazowy silnik indukcyjny, Przyciski, SCR, LM358 IC , Rezystory, kondensatory.
Wykrywanie przecięcia przy zerowym napięciu
Wykrywanie przekroczenia napięcia przez zero oznacza przebieg napięcia zasilającego, który przechodzi przez napięcie zerowe co 10 ms w cyklu 20 ms. Używamy sygnału AC 50 Hz, całkowity czas cyklu wynosi 20 ms (T = 1 / F = 1/50 = 20 ms), w którym na każde pół cyklu (czyli 10 ms) musimy otrzymać sygnały zerowe.
Wykrywanie przecięcia przy zerowym napięciu
Osiąga się to dzięki zastosowaniu pulsującego prądu stałego za prostownikiem mostkowym przed filtrowaniem. W tym celu używamy diody blokującej D3 między pulsującym prądem stałym a kondensator filtra abyśmy mogli uzyskać pulsujący prąd stały do użytku.
Pulsujący prąd stały jest podawany do dzielnika potencjału 6,8 k i 6,8 k, aby dostarczyć sygnał wyjściowy pulsujący około 5 V z pulsującego napięcia 12 V, który jest podłączony do nieodwracającego wejścia styku 3 komparatora. Wzmacniacz operacyjny jest używany jako komparator.
5 V DC jest podawane do potencjalny dzielnik 47k i 10K, co daje wyjście około 1,06V i które jest podłączone do odwracającego pinu wejściowego nr 2. Jedna rezystancja 1K jest używana od styku wyjściowego 1 do styku wejściowego 2 do sprzężenia zwrotnego.
Jak wiemy, zasada działania komparatora polega na tym, że gdy zacisk nieodwracający jest większy niż zacisk odwracający, to wyjście jest logicznie wysokie (napięcie zasilania). W ten sposób pulsujący prąd stały na pinie nr 3 jest porównywany ze stałym prądem stałym 1,06 V na pinie nr 2.
Sygnał o / p tego komparatora jest podawany na zacisk odwracający innego komparatora. Zacisk nieodwracający tego pinu komparatora nr 5 otrzymuje stałe napięcie odniesienia, tj. 2,5 V pobrane z dzielnika napięcia utworzonego przez rezystory 10k i 10k.
W ten sposób otrzymujemy wykryte ZVR (zerowe napięcie odniesienia). Ten ZVR jest następnie używany jako impulsy wejściowe do mikrokontrolera.
ZVS Waveform
Procedura pracy cyklokonwertera
Połączenia obwodów pokazano na powyższym schemacie. Projekt wykorzystuje zerowe napięcie odniesienia, jak opisano powyżej na pinie nr. 13 mikrokontrolera. Osiem Opto - izolatory MOC3021 są używane do napędzania 8 SCR U2 do U9.
4 SCR (prostowniki sterowane silikonem) używany w pełnym mostku jest przeciwrównoległy z innym zestawem 4 SCR, jak pokazano na schemacie. Impulsy wyzwalające generowane przez MC zgodnie z zapisanym programem zapewniają stan wejściowy do Opto - izolatora, który steruje odpowiednim tyrystorem.
Tylko jedna Opto U17 napędzająca SCR U2 jest pokazana powyżej, podczas gdy wszystkie inne są podobne, jak na schemacie obwodu. SCR prowadzi przez 20 ms od pierwszego mostka i następne 20 ms od drugiego mostka, aby uzyskać sygnał wyjściowy w punkcie nr - 25 i 26, co daje całkowity okres jednego cyklu AC 40 ms, czyli 25 Hz.
Zatem F / 2 jest dostarczane do obciążenia, gdy przełącznik 1 jest zamknięty. Podobnie, dla F / 3 przewodzenie odbywa się przez 30 ms w pierwszym mostku i następne 30 ms od następnego mostka, tak że całkowity czas 1 cyklu dochodzi do 60 ms, co z kolei w F / 3, gdy działa przełącznik -2.
Częstotliwość podstawowa 50 Hz jest dostępna poprzez wyzwolenie pary z pierwszego mostka przez pierwsze 10 ms i przez następne 10 ms od następnego mostka, podczas gdy oba przełączniki są utrzymywane w stanie „OFF”. Prąd wsteczny płynący przez bramki tyrystorów to wyjście Opto - izolatora.
Zastosowania cyklokonwertera
Zastosowania obejmują kontrolowanie prędkości maszyn prądu przemiennego, takie jak Jest stosowany głównie w trakcji elektrycznej, silnikach prądu przemiennego o zmiennej prędkości i nagrzewaniu indukcyjnym.
- Silniki synchroniczne
- Napędy do młynów
- Napędy statków
- Młyny szlifierskie
Mam nadzieję, że jasno zrozumiałeś temat cyklokonwertera , jest to przetwornica częstotliwości z jednego poziomu na drugi, która może zmieniać moc prądu przemiennego z jednej częstotliwości na moc prądu przemiennego z inną częstotliwością. Jeśli masz dodatkowe pytania dotyczące tego tematu lub projektów elektrycznych i elektronicznych, zostaw komentarz poniżej.
