Cycloconverter is een frequentieomvormer van het ene niveau naar het andere, die wisselstroom van de ene frequentie naar wisselstroom op een andere frequentie kan veranderen. Hier, een AC-AC-conversieproces gebeurt met een frequentieverandering. Daarom wordt het ook wel frequentie-wisselaar genoemd. Normaal gesproken is de uitgangsfrequentie lager dan de ingangsfrequentie. De implementatie van het stuurcircuit is gecompliceerd vanwege het enorme aantal SCR's. De microcontroller of DSP of microprocessor wordt gebruikt in regelcircuits.
CycloConverter
Een cyclo-converter kan frequentieomzetting in één trap realiseren en zorgt ervoor dat spanning en frequenties controleerbaar zijn. Bovendien is de noodzaak om te gebruiken schakelcircuits is niet nodig omdat het natuurlijke commutatie gebruikt. Krachtoverdracht binnen een cycloconverter vindt plaats in twee richtingen.
Er zijn twee soorten cycloconverters
Step Up Cycloconverter:
Deze typen gebruiken normale commutatie en geven een output met hogere frequenties dan die van de input.
Step Down Cycloconverter:
Dit type maakt gebruik van geforceerde commutatie en resulteert in een uitgang met een lagere frequentie dan die van de ingang.
De cyclo-converters worden verder onderverdeeld in drie categorieën, zoals hieronder wordt besproken.
Eenfase naar eenfase
Deze Cycloconverter heeft twee full wave converters die rug aan rug zijn aangesloten. Als de ene omvormer werkt, is de andere uitgeschakeld, er loopt geen stroom doorheen.
Driefasig naar eenfasig
Deze cycloconverter werkt in vier kwadranten die (+ V, + I) en (−V, −I) de rectificatiemodi zijn en (+ V, −I) en (−V, + I) de inversiemodi.
Driefasig tot driefasig
Deze cycloconverter wordt voornamelijk gebruikt in AC-machinesystemen die werken op driefasige inductie- en synchrone machines.
Introductie van enkelfasige naar enkelfasige cycloconverter met behulp van thyristors
De cycloconverter heeft vier thyristors die in tweeën zijn verdeeld Thyristor banken , d.w.z. een positieve bank en een negatieve bank van elk. Wanneer de positieve stroom in de belasting vloeit, wordt de uitgangsspanning geregeld door faseregeling van de twee positieve array-thyristors, terwijl de negatieve array-thyristors worden uitgeschakeld en vice versa wanneer negatieve stroom in de belasting vloeit.
Operationele illustratie van eenfase-cycloconverter
De perfecte uitgangsgolfvormen voor een sinusvormige belastingsstroom en verschillende belastingsfasehoeken worden weergegeven in het onderstaande figuur. Het is belangrijk om de niet-geleidende Thyristor-array te allen tijde uit te schakelen, anders kan het lichtnet worden kortgesloten via de twee Thyristor-arrays, wat resulteert in golfvormvervorming en mogelijk apparaatstoring door de kortsluitstroom.
Een geïdealiseerde outputgolfvormen
Een groot besturingsprobleem van de cyclo-omzetter is hoe in de kortst mogelijke tijd tussen banken kan worden gewisseld om vervorming te voorkomen en ervoor te zorgen dat de twee banken niet tegelijkertijd handelen.
Een veel voorkomende toevoeging aan het stroomcircuit die de vereiste om één bank uit te schakelen, verwijdert, is om een in het midden afgetakte inductor te plaatsen, een circulatiestroominductor genaamd, tussen de uitgangen van de twee banken.
Beide banken kunnen nu samen geleiden zonder kortsluiting in het lichtnet. Ook zorgt de circulatiestroom in de inductor ervoor dat beide banken de hele tijd blijven werken, wat resulteert in verbeterde uitgangsgolfvormen.
Ontwerp van Cycloconverter met Thyristors
Dit project is ontworpen om de snelheid van een eenfasige inductiemotor in drie stappen met behulp van een Cycloconverter-techniek van Thyristors. A.C Motors hebben de grote voordelen dat ze relatief goedkoop en zeer betrouwbaar zijn.
Blokschema van op thyristor gebaseerde cycloconverter
Vereiste hardwarecomponenten
DC-voeding van 5V, Microcontroller (AT89S52 / AT89C51), Optoisolator (MOC3021), enkelfasige inductiemotor, drukknoppen, SCR, LM358 IC , Weerstanden, Condensatoren.
Nul spanning kruisdetectie
Nulspanningskruisdetectie betekent de voedingsspanningsgolfvorm die elke 10 msec van een cyclus van 20 msec door nulspanning gaat. We gebruiken een 50Hz AC-signaal, de totale cyclustijd is 20 msec (T = 1 / F = 1/50 = 20 msec) waarin we voor elke halve cyclus (d.w.z. 10ms) nul signalen moeten krijgen.
Nul spanning kruisdetectie
Dit wordt bereikt door gebruik te maken van pulserende DC na de bruggelijkrichter voordat deze wordt gefilterd. Voor dat doel gebruiken we een blokkerende diode D3 tussen pulserende DC en de filtercondensator zodat we pulserende gelijkstroom kunnen krijgen voor gebruik.
De pulserende DC wordt gegeven aan de potentiaalverdeler van 6.8k en 6.8K om een output te leveren van ongeveer 5V pulserend van 12V pulserend die is verbonden met de niet-inverterende ingang van comparatorpen 3. Hier, de Op-amp wordt gebruikt als een comparator.
De 5V DC wordt gegeven aan een potentiële verdeler van 47k en 10K wat een output geeft van ongeveer 1,06V en die is verbonden met inverterende inputpin nr. 2. Een weerstand van 1K wordt gebruikt van outputpin 1 naar inputpin 2 voor feedback.
Zoals we weten, is het principe van een comparator dat wanneer de niet-inverterende aansluiting groter is dan de inverterende aansluiting, de output logisch hoog is (voedingsspanning). Zo wordt de pulserende DC op pin 3 vergeleken met de vaste DC 1,06V op pin 2.
De o / p van deze comparator wordt naar de inverterende aansluiting van een andere comparator gevoerd. De niet-inverterende aansluiting van deze comparatorpen nr. 5 krijgt een vaste referentiespanning, d.w.z. 2,5 V afkomstig van een spanningsdeler gevormd door weerstanden van 10k en 10k.
Zo krijgen we ZVR (Zero Voltage Reference) gedetecteerd. Deze ZVR wordt vervolgens gebruikt als invoerpulsen naar de Microcontroller.
ZVS-golfvorm
Werkprocedure van cycloconverter
De circuitaansluitingen worden weergegeven in het bovenstaande diagram. Het project maakt gebruik van nulspanningsreferentie zoals hierboven beschreven op pin nr. 13 van de Microcontroller. Acht Opto - isolatoren MOC3021 wordt gebruikt om 8 SCR's U2 naar U9 te sturen.
4 SCR's (siliciumgestuurde gelijkrichters) gebruikt in volledige bridge is in antiparallel met een andere set van 4 SCR's zoals weergegeven in het diagram. Triggerende pulsen die zo door de MC worden gegenereerd volgens het geschreven programma, leveren een invoerconditie aan de Opto-isolator die de respectieve SCR aandrijft.
Slechts één Opto U17 die de SCR U2 aandrijft, wordt hierboven weergegeven, terwijl alle andere vergelijkbaar zijn volgens het schakelschema. SCR wordt 20 ms geleidend vanaf de 1e brug en de volgende 20 ms vanaf de 2e brug om de uitvoer te krijgen op een punt nr - 25 & 26, de totale tijdsperiode van één wisselstroomcyclus van 40 ms, wat 25 Hz is.
Zo wordt F / 2 aan de belasting geleverd terwijl schakelaar 1 gesloten is. Evenzo vindt voor F / 3 de geleiding plaats gedurende 30 ms in de 1e brug en de volgende 30 ms vanaf de volgende brug, zodat een totale tijdsperiode van 1 cyclus 60 ms bedraagt, die op zijn beurt in F / 3 terwijl schakelaar -2 wordt bediend.
De basisfrequentie van 50Hz is beschikbaar door triggering op een paar vanaf de eerste brug voor de eerste 10 ms en voor de volgende 10 ms vanaf de volgende brug, terwijl beide schakelaars in de 'UIT' -conditie worden gehouden. De tegenstroom die door de poorten van de SCR's vloeit, is een opto-isolatoruitgang.
Toepassingen van Cycloconverter
Toepassingen zijn onder meer het regelen van de snelheid van AC-machines, zoals het wordt voornamelijk gebruikt in elektrische tractie, AC-motoren met variabele snelheid en inductieverwarming.
- Synchrone motoren
- Molen rijdt
- Voortstuwingen van schepen
- Malen molens
Ik hoop dat je het duidelijk hebt begrepen onderwerp van Cycloconverter , het is een frequentieomvormer van het ene niveau naar het andere, die wisselstroom van de ene frequentie naar wisselstroom met een andere frequentie kan veranderen. Als u verder nog vragen heeft over dit onderwerp of over de elektrische en elektronische projecten, laat dan de opmerkingen hieronder achter.
