In industriële toepassingen worden twee vormen van elektrische energie gelijkstroom (DC) en wisselstroom (AC) gebruikt. Constante spanning en constante stroom AC is direct beschikbaar. Voor verschillende toepassingen zijn echter verschillende vormen, verschillende spanningen en / of verschillende stromen nodig. Omvormers zijn nodig om verschillende vormen te bereiken. Deze converters zijn geclassificeerd als gelijkrichters, choppers, inverters en cyclo-converters.
Een cycloconverter is een apparaat dat wisselstroom, vermogen op één frequentie, omzet in wisselstroom met een instelbare maar lagere frequentie zonder enige gelijkstroom of DC-fase ertussenin. Het kan ook worden erkend als een statische herhalingslader en bevat siliciumgeregelde gelijkrichters. Cyclo-omvormers worden gebruikt in zeer grote aandrijvingen met variabele frequentie met vermogens van enkele megawatt tot vele tientallen megawatt.
Het principe van de cyclo-omzetter wordt hieronder beschreven door eenfasige naar eenfasige cyclo-omzetter te gebruiken.
Een enkelfasige input cycloconverter wordt hieronder getoond (a) 50 Hz, (b) 25Hz, (c) 12,5 Hz enkelfasige input naar enkelfasige output cycloconverter wordt hieronder getoond.
Gelijkrichter converteert van enkelfasige of driefasige wisselstroom naar variabele gelijkspanning. Choppers converteren van DC naar variabele DC-spanning. Omvormers converteren van DC naar eenfasige of driefasige wisselstroom met variabele grootte en variabele frequentie. Cyclische omvormers converteren van eenfasige of driefasige wisselstroom naar eenfasige of driefasige wisselstroom met variabele grootte en variabele frequentie. Een cycloconverter heeft vier thyristors verdeeld in een positieve en negatieve bank van elk twee thyristors.
Cycloconverter Basisschema:
De cycloconverter is aangesloten op ingang tussen 30 en 31, zoals hieronder weergegeven. De motor is aangesloten tussen 25 en 26.
Afhankelijk van de triggerpulsen die aan een set van 8 SCR's tussen hun poort en kathode worden toegevoerd, krijgen we F of F / 2 of F / 3.
Cycloconverter
Soorten cycloconverters:
Er zijn hoofdzakelijk twee soorten cyclo-omzetters die het type blokkeermodus en het type circulatiemodus hebben. Als de belastingsstroom positief is, levert de positieve omzetter de vereiste spanning en wordt de negatieve omzetter geblokkeerd. Stel dat als de belastingsstroom negatief is, de negatieve omzetter de spanning levert en de positieve omzetter wordt geblokkeerd. Deze bewerking wordt de blokkeermodus genoemd. De cyclo-converters die deze methode gebruiken, worden cyclo-converters met blokkeermodus genoemd.
Als beide omvormers zijn ingeschakeld, wordt de voeding toevallig kortgesloten. Om dit te vermijden moet een intergroepreactor (IGR) tussen de omvormers worden aangesloten. Als beide omvormers zijn ingeschakeld, wordt een circulatiestroom geproduceerd. Dit is unidirectioneel omdat de thyristors de stroom slechts in één richting laten stromen. De cyclo-omvormers die deze benadering gebruiken, worden circulatiestroomomvormers genoemd.
Blokkeermodus Cycloconverters:
Cyclo-converters met blokkeermodus hebben geen intergroepsreactor (IGR) nodig. Afhankelijk van de polariteit is een van de omvormers ingeschakeld. De blokkeermodus heeft enkele voor- en nadelen ten opzichte van de circulatiemodus. Ze hebben geen reactoren nodig, dus de grootte en de kosten zijn lager. Er is altijd maar één converter in geleiding in plaats van twee. Tijdens de vertragingstijd blijft de stroom op nul en vervormt de spanning en stroomgolfvormen. Deze vervorming leidt tot complexe harmonische patronen.
Circulerende huidige cycloconverters:
In dit geval werken beide omvormers altijd. Het grote nadeel is dat er een IGR nodig is. Het aantal apparaten dat hier verbinding mee maakt, is twee keer zo groot als dat van de huidige cycloconverter.
Principes van Cycloconverters:
De werkingsprincipes van cyclo-converters kunnen worden ingedeeld in de volgende drie typen op basis van het type AC-ingangsvoeding dat op het circuit wordt toegepast.
Eenfasige naar eenfasige cycloconverter:
Het begrijpen van de werkingsprincipes van cyclo-converters moet beginnen met eenfasige naar eenfasige cycloconverter. Deze omvormer heeft een rug aan rug verbinding van twee dubbelfasige gelijkrichters. Stel dat voor het verkrijgen van een vierde van de ingangsspanning aan de uitgang, voor de eerste twee cycli van Vs de positieve omzetter stroom levert aan de belasting en de ingangsspanning gelijkricht. In de volgende twee cycli werkt de negatieve omzetter door stroom in de omgekeerde richting te leveren. Wanneer een van de omvormers werkt, wordt de andere uitgeschakeld zodat er geen stroom circuleert tussen gelijkrichters. In de onderstaande afbeelding staat Vs voor de ingangsvoedingsspanning en Vo is de vereiste uitgangsspanning die een kwart van de voedingsspanning is.
Afbeelding voor een vierde van de ingangsspanning aan de uitgang bij gebruik van 1-fase naar 1-fase cycloconverter
Driefasige naar eenfasige cycloconverters:
Net als bij bovenstaande converters, past driefasige naar enkelfasige cycloconverter gelijkgerichte spanning toe op de belasting. Positieve cyclo-omvormers leveren alleen positieve stroom, terwijl negatieve omvormers alleen negatieve stroom leveren. De cyclo-omzetters kunnen in vier kwadranten werken als (+ v, + i), (+ v, -i) rectificatiemodi en (-v, + i), (-v, -i) inverterende modi. De polariteit van de stroom bepaalt of de positieve of negatieve omvormer stroom moet leveren aan de belasting. Als er een verandering in de stroompolariteit is, wordt de omvormer die voorheen stroom leverde uitgeschakeld en de andere ingeschakeld. Tijdens de huidige polariteitsomkering moet de gemiddelde spanning die door beide omvormers wordt geleverd, gelijk zijn.
Driefasige naar driefasige cycloconverter:
Er zijn twee basisconfiguraties beschikbaar voor driefasige cyclo-omvormers zoals delta en wye. Als de uitgangen van de bovenstaande omzetter zijn aangesloten in y of delta en als de uitgangsspanningen 120º in fase zijn verschoven, is de resulterende omzetter driefasig naar de driefasige omzetter. De driefasige omvormers worden voornamelijk gebruikt in machine-aandrijfsystemen waarop driefasige synchrone en inductiemachines draaien.
Toepassingen van Cycloconverters:
Cycloconverters kunnen harmonische rijke uitgangsspanningen produceren. Wanneer cyclo-omvormers worden gebruikt voor een draaiende wisselstroommachine, filtert de lekinductie van de machine de meeste hoogfrequente harmonischen en vermindert het de spanning van de lagere harmonischen.
Regelen van de snelheid van de enkelfasige inductiemotor
Eenfasige inductiemotoren worden veel gebruikt in veel toepassingen. Verbeteringen in de prestaties betekenen een grote besparing op het elektriciteitsverbruik. Een snelheidsregelaar gebaseerd op cycloconverter is voorgesteld.
Snelheidsregeling van de enkelfasige inductiemotor
Het bovenstaande schakelschema kan worden gebruikt om de snelheid van een enkelfasige inductiemotor in drie stappen te regelen met behulp van cyclo-omvormers en thyristors. Het circuit maakt gebruik van een thyristor gestuurde cycloconverter waarmee de snelheid in stappen van een inductiemotor kan worden geregeld. Voor de 8051-serie microcontrollers is een paar schuifschakelaars voorzien om het vereiste snelheidsbereik van de inductiemotor te selecteren. Deze schakelaars werken samen met de microcontroller om de pulsen af te geven om de SCR's in een dubbele brug Zo kan de snelheid van de motor in drie stappen worden bereikt.
Enkele andere toepassingen waar cycloconverters kunnen worden gebruikt, zijn cementmolenaandrijvingen, scheepsvoortstuwingsaandrijvingen, walserijen en mijnenwikkelaars, wasmachines, waterpompen en worden ook in industrieën gebruikt. Als u nog meer vragen heeft over dit onderwerp of over de elektrische en elektronische projecten laat het commentaar hieronder achter.
Fotokrediet
- Cycloconverter door wikimedia
