Procedura pracy konwertera podwójnego z tyrystorem i jego zastosowania

Konwerter podwójny - sama nazwa wskazuje, że ma w sobie dwa konwertery. Jest to urządzenie elektryczne najczęściej spotykane w sterownikach o zmiennej prędkości. To jest układ sterowania elektroniką mocy aby uzyskać polaryzację DC z prostowania prądu przemiennego przez konwerter do przodu i do tyłu. W podwójnym konwerterze dwa konwertery są połączone ze sobą tyłem do siebie.

Jeden z mostów działa jako prostownik (konwertuje prąd przemienny na prąd stały) kolejny półmostek działa jako falownik (konwertuje prąd stały na prąd przemienny) i jest zwykle podłączony do obciążenia prądem stałym. Tutaj dwa procesy konwersji zachodzą jednocześnie, więc nazywa się to podwójnym konwerterem. Podwójny konwerter może zapewnić cztery operacje kwadrantowe. Operację w czterech kwadrantach pokazano poniżej.

Operacje na czterech kwadrantach z podwójnym konwerterem

Zasada podwójnego konwertera

Podstawową zasadę działania podwójnego przetwornika można wyjaśnić w odniesieniu do uproszczonego schematu zastępczego obwodu prądu stałego pokazanego na poniższym rysunku. W tym uproszczonym przedstawieniu przyjęto dwa założenia.

• Podwójne konwertery są idealne, co oznacza, że ​​wytwarzają czyste zaciski wyjściowe DC bez żadnych tętnień.
• Przyjmuje się, że każdy przekształtnik dwukwadrantowy jest sterowalnym źródłem napięcia stałego, połączonym szeregowo z diodą.

Tutaj Diody D1 i D2 reprezentują jednokierunkową charakterystykę przepływu prądu przekształtników. Jednak kierunek prądu może być dowolny. Załóżmy, że średnie napięcie wyjściowe przetwornika 1 to V01, a przetwornika 2 V02. Aby napięcie wyjściowe obu przetworników miało tę samą polaryzację i wielkość, należy kontrolować kąty wyzwalania tyrystorów.

Aby dowiedzieć się więcej o tyrystorze, kliknij link: Tyrystor lub prostownik sterowany krzemem - podstawy i charakterystyka

Uproszczona reprezentacja idealnego podwójnego konwertera

Średnie napięcie wyjściowe przetwornika jednofazowego = 2Vm COSα / π

Średnie napięcie wyjściowe przetwornika trójfazowego = 3Vm COSα / π

Dla przetwornika 1 średnie napięcie wyjściowe, V01 = Vmax COSα1

Dla przetwornika 2 średnie napięcie wyjściowe, V02 = Vmax COSα2

Napięcie wyjściowe jest określone przez,

Kąt wystrzału nigdy nie może być większy niż 180. Zatem α1 + α2 = 180⁰

Kąt ostrzału

Tryby pracy podwójnego konwertera

Istnieją dwa tryby działania: tryb prądu bez cyrkulacji i tryb cyrkulacji.

Tryb prądu bez cyrkulacji

• Jednocześnie będzie działać jeden konwerter. Nie ma prądu krążącego pomiędzy przetwornicami.
• Podczas pracy konwertera 1 kąt wystrzału (α1) będzie wynosił 0<α1< 90⁰(Vdc i Idc są dodatnie)
• Podczas pracy konwertera 2 kąt wystrzału (α2) będzie wynosił 0<α2< 90⁰(Vdc i Idc są ujemne)

Tryb prądu cyrkulacyjnego

• W tym trybie oba konwertery będą jednocześnie w stanie WŁ. Tak więc obecny jest krążący prąd.
• Kąty ostrzału są tak ustawione, że α1 + α2 = 180⁰. Kąt wystrzeliwania konwertera 1 wynosi α1, a kąt wypalania konwertera 2 wynosi α2.
• W tym trybie Konwerter 1 pracuje jako sterowany prostownik, gdy kąt wystrzału wynosi 0<α1< 90⁰a konwerter 2 działa jako falownik, gdy kąt wystrzelenia wynosi 90⁰ <α2< 180⁰. W tym stanie Vdc i Idc są dodatnie.
• Konwerter 1 działa jako falownik, gdy kąt wystrzału wynosi 90⁰ <α1< 180⁰a konwerter 2 działa jako sterowany prostownik, gdy kąt wystrzału wynosi 0<α2< 90⁰w tym stanie Vdc i Idc są ujemne.

Jednofazowy podwójny konwerter

Przedstawiony cios przedstawia jednofazowy konwerter dwufazowy wykorzystujący tyrystory. Jak wyjaśniono powyżej, w jednofazowym podwójnym konwerterze używamy jednofazowego obwodu prostownika do konwersji jednofazowego prądu przemiennego na stały prąd stały.

Konwerter 1 składa się z prostownika. Następnie wyprostowany prąd stały jest podawany do filtra, który usuwa impulsy z wyprostowanego prądu stałego i przekształca je w czysty prąd stały przez filtrowanie.

Następnie ten czysty prąd stały jest podawany do obciążenia i z obciążenia jest podawany do obwodu falownika, który przekształca ten prąd stały na prąd przemienny, a na koniec ten prąd przemienny falownika jest traktowany jako wyjście.

Jednofazowy podwójny konwerter

Trójfazowy podwójny konwerter

W trójfazowym konwerterze dwufazowym wykorzystujemy trójfazowy prostownik, który przekształca trójfazowy prąd przemienny na prąd stały. Struktura konwertera jest taka sama, jak konwerter jednofazowy podwójny.

Wyjście prostownika trójfazowego jest doprowadzane do filtra i po przefiltrowaniu do obciążenia podawany jest czysty prąd stały. W końcu zasilanie z obciążenia jest przekazywane do ostatniego odwróconego mostu. Wykonuje proces odwracania prostownika i przekształca prąd stały na 3-fazowy prąd przemienny, który jest wyprowadzany.

Trójfazowy podwójny konwerter

Zastosowania podwójnego konwertera

• Sterowanie kierunkiem i prędkością silników prądu stałego.
• Ma zastosowanie wszędzie tam, gdzie wymagany jest odwracalny DC.
• Przemysłowe napędy DC o zmiennej prędkości.

Sterowanie kierunkiem i prędkością silników prądu stałego za pomocą podwójnego konwertera

Podwójny konwerter to układ sterowania elektroniką mocy, który umożliwia uzyskanie prądu stałego o polaryzacji z prostowania prądu przemiennego przez konwerter do przodu i do tyłu. Może uruchamiać silniki prądu stałego w dowolnym kierunku z kontrolą prędkości.

Ten konwerter jednofazowy jest uzyskiwany za pomocą pary mostka sterowanego tyrystorowo (4 tyrystorowe tyrystory X 2), który umożliwia silnikowi prądu stałego uzyskanie odwrotnej polaryzacji dla dowolnego kierunku obrotów i sterowania prędkością, również stopniowo obniżanych przez mikrokontroler wyzwalający odpowiednio każdy bank SCR mostka. połączone przez Optoizolatory.

Para przełączników służy do wprowadzania sygnału logicznego dla żądanego wyjścia. Jeśli do podwójnego mostka SCR zostanie doprowadzone napięcie wejściowe 230 V prądu przemiennego, możemy mieć 100-watowe obciążenie lampy i sprawdzić biegunowość prądu stałego na lampie lub zastosować silnik prądu stałego małej mocy o napięciu 220 woltów.

Ten projekt wykorzystuje napięcie 12 V AC na wejściu i silnik 12 V DC do weryfikacji obrotu w dowolnym kierunku, gdy polaryzacja ulega odwróceniu.

Aby uzyskać więcej informacji na temat tego projektu, kliknij link: Podwójny konwerter wykorzystujący tyrystory.

Mam nadzieję, że dobrze zrozumieliście temat przetwornika podwójnego. Jest to układ sterowania elektroniką mocy, który pozwala uzyskać polaryzację DC z prostowania AC przez przekształtnik przekierowujący i odwrotny przetwornik. Jeśli masz dodatkowe pytania dotyczące tego tematu lub projektów elektrycznych i elektronicznych, zostaw komentarz poniżej.