Cyklokonvertor je frekvenčný menič z jednej úrovne na druhú, ktorý dokáže meniť striedavý prúd z jednej frekvencie na striedavý prúd na inej frekvencii. Tu, Proces premeny AC-AC sa vykonáva so zmenou frekvencie. Preto sa tiež označuje ako frekvenčný menič. Za normálnych okolností je výstupná frekvencia menšia ako vstupná frekvencia. Implementácia riadiaceho obvodu je komplikovaná kvôli veľkému počtu SCR. V riadiacich obvodoch sa používa mikrokontrolér alebo DSP alebo mikroprocesor.
CycloConverter
Cyklokonvertor môže dosiahnuť frekvenčnú premenu v jednom stupni a zabezpečí, že napätie a frekvencie sú regulovateľné. Okrem toho, že je potrebné použiť spínacie obvody nie je potrebné, pretože využíva prirodzenú komutáciu. Prenos energie v cyklokonvertore sa deje v dvoch smeroch.
Existujú dva typy cyklokonvertorov
Krokový cyklokonvertor:
Tieto typy používajú normálnu komutáciu a poskytujú výstup na vyšších frekvenciách ako na vstupe.
Cyklokonvertor zostúpiť:
Tento typ využíva vynútenú komutáciu a vedie k výstupu s frekvenciou nižšou ako je frekvencia vstupu.
Cyklokonvertory sa ďalej delia do troch kategórií, ako je uvedené nižšie.
Jednofázové na jednofázové
Tento cyklokonvertor má dva konvertory plných vĺn pripojené zozadu dozadu. Ak jeden prevodník pracuje, druhý je deaktivovaný, neprechádza ním žiadny prúd.
Trojfázové až jednofázové
Tento cyklokonvertor pracuje v štyroch kvadrantoch, ktorými sú (+ V, + I) a (−V, −I) režimy opravy a (+ V, −I) a (−V, + I) režimy inverzie.
Trojfázové až trojfázové
Tento cyklokonvertor sa hlavne používa v systémoch striedavých strojov, ktoré pracujú na trojfázových indukčných a synchrónnych strojoch.
Zavedenie jednofázového do jednofázového cyklokonvertora pomocou tyristorov
Cyklokonvertor má štyri tyristory rozdelené na dva Tyristorové banky tj pozitívna banka a negatívna banka každej z nich. Keď kladný prúd prúdi v záťaži, výstupné napätie je riadené fázovým riadením dvoch pozitívnych tyristorov, zatiaľ čo záporné tyristory sú vypnuté a naopak, keď v záťaži prúdi záporný prúd.
Prevádzková ilustrácia jednofázového cyklokonvertora
Perfektné výstupné krivky pre sínusový prúd záťaže a rôzne fázové uhly záťaže sú uvedené na obrázku nižšie. Je dôležité, aby nevodivé tyristorové pole bolo neustále vypnuté, inak by mohlo dôjsť k skratu napájania cez dve tyristorové sústavy, čo by malo za následok skreslenie vlnových tvarov a možné zlyhanie zariadenia skratovým prúdom.
Idealizovaný výstupný priebeh
Hlavným kontrolným problémom cyklokonvertora je to, ako vymieňať medzi bankami v čo najkratšom možnom čase, aby sa zabránilo skresleniu a zároveň sa zaistilo, že obe banky nebudú konať súčasne.
Bežným doplnkom výkonového obvodu, ktorý odstraňuje požiadavku ponechať jednu banku vypnutú, je umiestniť medzi výstupy dvoch bánk induktor so stredovým odbočením, ktorý sa nazýva induktor cirkulujúceho prúdu.
Obidve banky môžu teraz vystupovať spoločne bez skratu v elektrickej sieti. Cirkulujúci prúd v induktore tiež udržuje obe banky v činnosti neustále, čo vedie k zlepšeniu výstupných kriviek.
Návrh cyklokonvertora pomocou tyristorov
Tento projekt je určený na riadenie rýchlosti a jednofázový indukčný motor v troch krokoch pomocou techniky Cycloconverter od Tyristors. A.C Motors majú veľké výhody v tom, že sú relatívne lacné a veľmi spoľahlivé.
Bloková schéma cyklokonvertora založeného na tyristore
Požiadavka na hardvérové komponenty
Jednosmerné napájanie 5V, Mikrokontrolér (AT89S52 / AT89C51), Optoizolátor (MOC3021), jednofázový indukčný motor, tlačidlá, SCR, LM358 IC , Rezistory, Kondenzátory.
Detekcia kríža nulového napätia
Krížová detekcia nulového napätia znamená priebeh napájacieho napätia, ktorý prechádza nulovým napätím každých 10 ms 20 ms. Používame 50 Hz striedavý signál, celková doba cyklu je 20 ms (T = 1 / F = 1/50 = 20 ms), v ktorej musíme pre každý polovičný cyklus (tj. 10 ms) získať nulové signály.
Detekcia kríža nulového napätia
To sa dosiahne použitím pulzujúceho jednosmerného prúdu za mostíkovým usmerňovačom pred filtrovaním. Na tento účel používame blokovaciu diódu D3 medzi pulzujúcim jednosmerným prúdom a filtračný kondenzátor aby sme mohli dostať pulzujúci DC na použitie.
Pulzujúce jednosmerné napätie je dané deliču potenciálov 6,8k a 6,8K na dodanie výstupu asi 5V pulzujúceho z 12V pulzujúceho, ktorý je pripojený k neinvertujúcemu vstupu porovnávacieho kolíka 3. Tu je Operačný zosilňovač sa používa ako komparátor.
5 V ss je dané a potenciálny delič 47k a 10K, ktorý dáva výstup asi 1,06V a ktorý je pripojený k invertujúcemu vstupnému kolíku č. 2. Na spätnú väzbu sa použije jeden odpor 1K od výstupného kolíka 1 k vstupnému kolíku 2.
Ako vieme, princíp komparátora spočíva v tom, že keď je neinvertujúca svorka väčšia ako invertujúca svorka, potom je výstup logicky vysoký (napájacie napätie). Pulzujúci DC na kolíku č. 3 sa teda porovnáva s pevným jednosmerným prúdom 1,06 V na kolíku č. 2.
O / p tohto komparátora sa privádza do invertujúceho terminálu iného komparátora. Neinvertujúca svorka tohto komparačného kolíka č. 5 má pevné referenčné napätie, t. J. 2,5 V odobraté z deliča napätia tvoreného rezistormi 10k a 10k.
Takto dostaneme detekovanú ZVR (Zero Voltage Reference). Tento ZVR sa potom použije ako vstupné impulzy do mikrokontroléra.
Tvar vlny ZVS
Pracovný postup cyklokonvertora
Pripojenia obvodov sú znázornené na vyššie uvedenej schéme. Projekt využíva referenciu nulového napätia, ako je popísané vyššie na pine č. 13 mikrokontroléra. Osem Opto - izolátory MOC3021 sa používajú na pohon 8 SCR U2 až U9.
4 SCR (kremíkom riadené usmerňovače) použitý v celom mostíku je antiparalelný s ďalšou sadou 4 SCR, ako je znázornené na diagrame. Spúšťacie impulzy takto generované MC podľa napísaného programu poskytujú vstupnú podmienku pre optoizolátor, ktorý riadi príslušný SCR.
Iba jeden Opto U17, ktorý riadi SCR U2, je zobrazený vyššie, zatiaľ čo všetky ostatné sú podobné podľa schémy zapojenia. SCR dostane dirigovanie po dobu 20 ms od prvého mostíka a ďalších 20 ms od druhého mostíka, aby získal výstup v bode č. 25 a 26, čo je celková doba jedného striedavého cyklu 40 ms, čo je 25 Hz.
F / 2 sa teda dodáva do záťaže, zatiaľ čo spínač 1 je zopnutý. Podobne pre F / 3 vedenie prebieha po dobu 30 ms v prvom mostíku a ďalších 30 ms od nasledujúceho mostíka, takže celková doba 1 cyklu dosiahne 60 ms, čo je naopak v F / 3, zatiaľ čo je v činnosti spínač -2.
Základná frekvencia 50 Hz je k dispozícii spustením na páre z prvého mostíka na dobu 10 ms a na ďalších 10 ms z nasledujúceho mostíka, pričom oba spínače sú udržiavané v stave „VYPNUTÉ“. Reverzný prúd prúdiaci v bránach SCR je výstup opto - izolátora.
Aplikácie cyklokonvertora
Medzi aplikácie patrí napríklad riadenie rýchlosti striedavých strojov, ako je použitie hlavne v elektrickej trakcii, striedavé motory s premenlivými otáčkami a indukčné ohrievanie.
- Synchrónne motory
- Mlynské pohony
- Pohony lodí
- Brúsky
Dúfam, že ste jasne pochopili téma Cyklokonvertor , je to frekvenčný menič z jednej úrovne na druhú, ktorý môže meniť striedavý prúd z jednej frekvencie na striedavý prúd na inej frekvencii. Ak máte ďalšie otázky k tejto téme alebo k elektrotechnickým a elektronickým projektom, nechajte komentár nižšie.
