V priemyselných aplikáciách sa používajú dve formy elektrickej energie, jednosmerný prúd (AC) a striedavý prúd (AC). Konštantné napätie a konštantný prúd AC sú priamo k dispozícii. Pre rôzne aplikácie sú však potrebné rôzne formy, rôzne napätia a / alebo rôzne prúdy. Na dosiahnutie rôznych foriem sú potrebné prevádzače. Tieto prevádzače sú klasifikované ako usmerňovače, choppery, invertory a cyklo prevádzače.
Cyklokonvertor je zariadenie, ktoré prevádza striedavý prúd na jednej frekvencii na striedavý prúd s nastaviteľnou, ale nižšou frekvenciou bez toho, aby medzi nimi bol prítomný jednosmerný prúd alebo jednosmerný prúd. Môže byť tiež označený ako statická rekurentná nabíjačka a obsahuje silikónom regulované usmerňovače. Cyklokonvertory sa používajú vo pohonoch s veľmi veľkými frekvenčnými meničmi s výkonom od niekoľkých megawattov do mnohých desiatok megawattov.
Princíp cyklokonvertora je opísaný nižšie pri použití jednofázového na jednofázový cyklokonvertor.
Ďalej je uvedený jednofázový vstupný cyklokonvertor (a) 50 Hz, (b) 25 Hz, (c) 12,5 Hz jednofázový vstup na jednofázový výstupný cyklokonvertor.
Usmerňovač prevádza z jednofázového alebo trojfázového striedavého prúdu na premenné jednosmerné napätie. Choppery konvertujú z jednosmerného na premenlivé jednosmerné napätie. Striedače prevádzajú jednosmerný alebo trojfázový striedavý prúd z jednosmerného prúdu na premennú frekvenciu s premenlivou veľkosťou. Cyklické prevodníky prevádzajú z jednofázového alebo trojfázového striedavého prúdu na jednofázové alebo trojfázové striedavé frekvencie s premenlivou veľkosťou. Cyklokonvertor má štyri tyristory rozdelené na kladnú a zápornú skupinu, z ktorých každý má dva tyristory.
Základná schéma cyklokonvertora:
Cyklokonvertor je pripojený na vstup medzi 30 a 31, ako je uvedené nižšie. Motor je pripojený medzi 25 a 26.
V závislosti na spúšťacích impulzoch privádzaných do sady 8 SCR medzi ich hradlom a katódou dostaneme F alebo F / 2 alebo F / 3.
Cyklokonvertor
Typy cyklokonvertorov:
Existujú hlavne dva typy cyklických prevodníkov blokujúcich režim typu a typ cirkulujúceho režimu. Keď je záťažový prúd kladný, kladný prevodník dodáva požadované napätie a záporný prevodník je blokovaný. Predpokladajme, že ak je záťažový prúd záporný, potom záporný prevodník dodáva napätie a kladný prevodník je zablokovaný. Táto operácia sa nazýva prevádzka v režime blokovania. Cyklokonvertory, ktoré používajú túto metódu, sa nazývajú cyklokonvertory v blokujúcom režime.
Náhodne, ak sú oba prevodníky povolené, dôjde k skratu napájacieho zdroja. Aby sa tomu zabránilo, musí byť medzi prevádzače pripojený medziskupinový reaktor (IGR). Ak sú oba prevodníky povolené, vytvorí sa cirkulujúci prúd. To je jednosmerné, pretože tyristory umožňujú prúdiť prúd iba jedným smerom. Cyklokonvertory využívajúce tento prístup sa nazývajú konvertory cirkulujúceho prúdu.
Cyklokonvertory v režime blokovania:
Cyklokonvertory v blokujúcom režime nepotrebujú žiadny medziskupinový reaktor (IGR). V závislosti na polarite je jeden z prevádzačov povolený. Prevádzka v režime blokovania má niektoré výhody a nevýhody v porovnaní s prevádzkou v režime cirkulácie. Nepotrebujú žiadne reaktory, a preto je ich veľkosť a cena menšia. Iba jeden prevodník je vždy v vedení, a nie dva. Počas doby oneskorenia zostáva prúd na nule a deformuje krivky napätia a prúdu. Toto skreslenie znamená zložité harmonické vzory.
Cyklokonvertory s cirkulujúcim prúdom:
V takom prípade obidva prevádzače pracujú neustále. Veľkou nevýhodou je, že je potrebný IGR. Počet pripojených zariadení je dvakrát vyšší ako počet blokovacích prúdov cyklokonvertora.
Princípy cyklokonvertorov:
Princípy činnosti cyklo prevodníkov je možné rozdeliť do nasledujúcich troch typov podľa typu vstupného striedavého napájania použitého v obvode.
Jednofázový na jednofázový cyklokonvertor:
Pochopenie princípov činnosti cyklokonvertorov by malo začínať jednofázovým až jednofázovým cyklokonvertorom. Tento prevodník má back-to-back pripojenie dvoch usmerňovačov s plnou vlnou. Predpokladajme, že pre získanie jednej štvrtiny vstupného napätia na výstupe pracuje pre prvé dva cykly Vs kladný prevodník, ktorý dodáva prúd do záťaže a usmerňuje vstupné napätie. V nasledujúcich dvoch cykloch záporný prevodník pracuje a dodáva prúd v opačnom smere. Keď jeden z prevádzačov pracuje, druhý je deaktivovaný, aby medzi usmerňovačmi neprúdil žiadny prúd. Na nasledujúcom obrázku Vs predstavuje vstupné napájacie napätie a Vo je požadované výstupné napätie, ktoré predstavuje jednu štvrtinu napájacieho napätia.
Obrázok pre štvrtinu vstupného napätia na výstupe pomocou 1-fázového na 1-fázový cyklokonvertor
Trojfázové až jednofázové cyklokonvertory:
Rovnako ako vyššie uvedené prevodníky, trojfázový na jednofázový cyklokonvertor privádza na záťaž usmernené napätie. Pozitívne cyklokonvertory budú dodávať iba kladný prúd, zatiaľ čo záporné prevodníky budú dodávať iba záporný prúd. Cyklo prevádzače môžu pracovať v štyroch kvadrantoch ako (+ v, + i), (+ v, -i) rektifikačné režimy a (-v, + i), (-v, -i) inverzné režimy. Polarita prúdu určuje, či má kladný alebo záporný prevodník napájať záťaž. Ak dôjde k zmene polarity prúdu, prevodník, ktorý predtým dodával prúd, je deaktivovaný a druhý je povolený. Počas zmeny polarity prúdu by priemerné napätie dodávané obidvomi prevodníkmi malo byť rovnaké.
Trojfázový na trojfázový cyklokonvertor:
Pre trojfázové cyklo prevodníky sú k dispozícii dve základné konfigurácie, napríklad delta a wye. Ak sú výstupy vyššie uvedeného prevodníka zapojené do rozhrania wye alebo delta a ak sú výstupné napätia 120 ° fázovo posunuté, je výsledný prevodník trojfázový s trojfázovým prevodníkom. Trojfázové prevodníky sa používajú hlavne v systémoch pohonu strojov, na ktorých pracujú trojfázové synchrónne a indukčné stroje.
Aplikácie cyklokonvertorov:
Cyklokonvertory môžu produkovať harmonické bohaté výstupné napätia. Ak cyklo prevodníky používajú pre bežiaci stroj napájaný striedavým prúdom, úniková indukčnosť stroja filtruje väčšinu vysokofrekvenčných harmonických a znižuje napätie harmonických nižšieho rádu.
Riadenie rýchlosti jednofázového indukčného motora
Jednofázové indukčné motory sú široko používané v mnohých aplikáciách. Zlepšenie jeho výkonu znamená veľkú úsporu spotreby elektrickej energie. Regulátor rýchlosti založený na cyklokonvertor sa navrhuje.
Regulácia rýchlosti jednofázového indukčného motora
Vyššie uvedenú schému zapojenia možno použiť na riadenie rýchlosti jednofázového indukčného motora v troch krokoch pomocou cyklo prevodníkov a tyristorov. Obvod využíva tyristorom riadený cyklokonvertor, ktorý umožňuje reguláciu rýchlosti v krokoch indukčného motora. Pre mikrokontroléry série 8051 je k dispozícii dvojica posuvných spínačov na voľbu požadovaného rozsahu otáčok činnosti indukčného motora. Tieto spínače sú prepojené s mikrokontrolérom na dodávanie impulzov na spustenie SCR v a duálny most . Takto možno dosiahnuť rýchlosť motora v troch krokoch.
Niektoré ďalšie aplikácie, kde je možné použiť cyklokonvertory, sú pohony cementových mlynov, pohonné pohony lodí, valcovne a banské navijáky, práčky, vodné čerpadlá a tiež sa používajú v priemysle. Prípadné ďalšie otázky k tejto téme alebo k elektrickým a elektronické projekty zanechajte komentár nižšie.
Fotografický kredit
- Cyklokonvertor od wikimedia
