AC-naar-AC-converters worden gebruikt voor het omzetten van de AC-golfvormen met een bepaalde frequentie en magnitude naar AC-golfvorm met een andere frequentie met een andere magnitude. Deze conversie is voornamelijk vereist in het geval van snelheidsregeling van machines, ook voor toepassingen met een lage frequentie en variabele spanningen. We weten dat er verschillende soorten ladingen zijn die werken met verschillende soorten voedingen zoals eenfasige, driefasige voeding, en de voedingen kunnen ook worden gedifferentieerd op basis van het spannings- en frequentiebereik.
AC naar AC-converter
Wat is AC naar AC Converter?
We hebben een bepaalde spanning en een bepaalde frequentie nodig voor het bedienen van sommige speciale apparaten of machines. Voor snelheidsregeling van inductiemotoren , AC naar AC converters (Cycloconverters) wordt overwegend gebruikt. Voor het verkrijgen van een gewenste AC-voeding van de daadwerkelijke voeding, hebben we enkele converters nodig die AC naar AC-converters worden genoemd.
Soorten AC naar AC converters
De AC naar AC converters kunnen in verschillende typen worden ingedeeld:
- Cycl-omzetters
- AC naar AC converters met tussenkring
- Matrixconverters
- Hybride matrixconverters
1. Cycloconverters
Cycloconverters worden voornamelijk frequentie-wisselaars genoemd die het wisselstroomvermogen met één ingangsfrequentie omzetten in wisselstroom met een andere uitgangsfrequentie en kunnen ook worden gebruikt om de grootte van het wisselstroomvermogen te wijzigen. Cycloconverters hebben de voorkeur voor het vermijden van DC-koppelingen en om veel trappen zoals AC naar DC naar AC te vermijden, wat niet economisch is en meer verliezen veroorzaakt. De kosten van de vereiste tussenkring zijn afhankelijk van de nominale stroom die wordt gebruikt.
Cycloconverters
De bovenstaande afbeelding toont het werkingsprincipe van een cycloconverter waarbij de ingangsgolffrequentie veranderde door de afvuurhoek die op de thyristors wordt toegepast te veranderen. Door de positieve en negatieve thyristors van de ledematen te schakelen, kunnen we een variabele uitgangsfrequentie krijgen die een oplopende of aflopende frequentie kan zijn in vergelijking met de ingangsfrequentie.
Cycloconverters worden ingedeeld in verschillende typen op basis van verschillende criteria
Cycloconverters bestaan uit twee ledematen, namelijk de positieve ledemaat ook wel een positieve converter genoemd en de negatieve ledemaat ook wel een negatieve converter genoemd. De Positivelimb werkt tijdens de positieve halve cyclus en de negatieve extremiteit werkt tijdens de negatieve halve cyclus.
Classificatie van cycloconverters op basis van de werkingsmodus:
Blokkeermodus Cycloconverters
Deze cycloconverters hebben geen beperkende reactor nodig, omdat in deze modus slechts één ledemaat positieve of negatieve ledematen tegelijk geleidt en de andere ledemaat is geblokkeerd. Daarom wordt dit Cycloconverters in de blokkeringsmodus genoemd.
Circulerende stroommodus cycloconverter
Deze cycloconverters hebben een beperkende reactor nodig omdat zowel het positieve als het negatieve lid zich tegelijkertijd geleiden, en daarom wordt een reactor geplaatst om de circulatiestroom te beperken. Omdat beide ledematen tegelijkertijd geleiden, zal er een circulatiestroom in het systeem zijn, en daarom wordt dit de cycloconverter circulatiestroommodus genoemd.
Classificatie van cycloconverters op basis van het aantal fasen van de uitgangsspanning
Eenfasige cycloconverters
Deze worden weer ingedeeld in twee typen op basis van het aantal ingangsfasen.
1-Ø naar 1- Ø Cylco-omzetter
1-Ø naar 1- Ø Cylco-omzetter
Deze cycloconverter converteert de enkelfasige AC-golfvorm met ingangsfrequentie en t-magnitude naar een AC-golfvorm met een andere magnitude en frequentie.
3-Ø tot 1- Ø fase-cycloconverter
Deze cycloconverter heeft een driefasige wisselstroomvoeding met een ingangsfrequentie en magnitude en produceert een uitvoer als een enkelfasige wisselstroomgolfvorm met een andere uitgangsfrequentie of magnitude.
3-fase naar 1-fase fase cycloconverter
Cycloconverter 3-Ø naar 3-Ø
Cycloconverter 3-Ø naar 3-Ø
Deze cycloconverter heeft een driefasige wisselstroomvoeding met ingangsfrequentie en -grootte en produceert een uitvoer als de driefasige wisselstroomgolfvorm met een andere uitgangsfrequentie of -grootte.
Classificatie van cycloconverters op basis van de vuurhoek van positieve en negatieve ledematen
Envelop Cycloconverters
Bij dit type cycloconverters ligt de ontstekingshoek vast voor zowel de positieve als de negatieve halve cycli tijdens de positieve halve cyclus. Voor een positieve omzetter wordt de afvuurhoek ingesteld op α = 0 °, en tijdens de negatieve halve cyclus wordt de afvuurhoek ingesteld op α = 180 °.
Evenzo wordt voor een negatieve omzetter de afvuurhoek ingesteld op α = 180 °, tijdens de positieve halve cyclus, en tijdens de negatieve halve cyclus, wordt de afvuurhoek ingesteld op α = 0 °.
Fasegestuurde Cycloconverters
Door dit type Cycloconverters te gebruiken, kunnen we naast de frequentie van de output ook de grootte van de uitgangsspanning wijzigen. Beide kunnen worden gevarieerd door de afvuurhoek van de converter te variëren.
Fasegestuurde Cycloconverters
2. AC naar AC converters met een DC link
AC-naar-AC-omvormers met een tussenkring bestaan doorgaans uit een gelijkrichter, tussenkring en omvormer, zoals in dit proces de AC wordt omgezet in DC met behulp van de gelijkrichter Na te zijn omgezet in gelijkstroom, wordt de tussenkring gebruikt om gelijkstroom op te slaan, en vervolgens wordt het weer omgezet in wisselstroom met behulp van de omvormer. AC naar AC convertercircuit met een DC-link wordt getoond in de afbeelding.
AC-naar-AC-converters met een tussenkring worden in twee typen ingedeeld:
Current Source Inverter Converter
Bij dit type omvormer worden een of twee serie-inductoren gebruikt tussen een of beide ledematen van de verbinding tussen de gelijkrichter en de omvormer. De gelijkrichter die hier wordt gebruikt, is een fasegestuurd schakelapparaat zoals Thyristor Bridge.
Current Source Inverter Converter
Omvormer spanningsbron
Bij dit type omvormer bestaat de tussenkring uit een shuntcondensator en de gelijkrichter uit een diodebrug. De diodebruggen hebben de voorkeur vanwege de lage belasting omdat de AC-lijnvervorming en de lage arbeidsfactor veroorzaakt door de diodebrug kleiner zijn dan de thyristorbrug.
De AC-naar-AC-omvormers met een tussenkring worden echter niet aanbevolen voor hoge vermogens als tussenkring passieve component vereiste capaciteit neemt toe met de toename van het vermogen. Voor het opslaan van hoog vermogen hebben we volumineuze passieve componenten met hoge DC-opslag nodig die niet economisch en efficiënt zijn, aangezien de verliezen ook toenemen voor het omzetten van AC naar DC en DC naar AC-processen.
Omvormer spanningsbron
3. Matrixconverters
Matrixconverters worden gebruikt voor het direct converteren van wisselstroom naar wisselstroom zonder een tussenkring te gebruiken, om de betrouwbaarheid en efficiëntie van het systeem te vergroten door de kosten en verliezen van het opslagelement van de tussenkring te verminderen.
Matrixconverter bestaat uit de bidirectionele schakelaars die momenteel praktisch niet bestaan, maar kunnen worden gerealiseerd door de IGBT's te gebruiken, en deze zijn in staat om stroom te geleiden en spanningen van beide polariteiten te blokkeren.
Matrixconverters
Matrixconverters worden opnieuw ingedeeld in verschillende typen op basis van het aantal gebruikte componenten.
Sparse Matrix-omzetter
De functie van een sparse-matrix-omzetter is identiek aan de directe matrix-omzetter, maar hier is het aantal benodigde schakelaars kleiner dan bij de directe matrix-omzetter, en dus kan de betrouwbaarheid van het systeem worden verbeterd door de besturingscomplexiteit te verminderen.
18 diodes, 15 transistors en 7 geïsoleerde stuurpotentialen zijn vereist voor de spaarzame matrixomzetter.
Zeer spaarzame matrixconverter
Het aantal diodes wordt verhoogd met het kleinere aantal transistors in vergelijking met de spaarzame matrixomzetter, en dus, vanwege het grotere aantal diodes, zijn de geleidingsverliezen hoog. De functie van de zeer dunne matrix-omzetter is vergelijkbaar met de dunne / directe matrix-omzetter.
30 diodes, 12 transistors en 10 geïsoleerde stuurpotentialen zijn vereist voor een zeer schaarse matrixconverter.
Ultra Sparse Matrix-omzetter
Deze worden gebruikt voor frequentieregelaars met een lage dynamiek, aangezien de ingangstrap van deze omzetter unidirectioneel is, en daardoor is er een toelaatbare faseverschuiving tussen de ingangsstroom grond- en ingangsspanning. Evenzo is voor een uitgangsspanning grond- en uitgangsstroom 30 °, en daarom worden deze voornamelijk gebruikt voor PSM-aandrijvingen met variabele snelheid met lage dynamiek.
12 diodes, 9 transistors en 7 geïsoleerde driverpotentialen zijn vereist voor ultradunne matrixconverters.
Hybride matrixconverter
De matrixconverters die AC / DC / AC converteren, worden genoemd als Hybride matrixconverters , en vergelijkbaar met de matrixconverters, gebruiken deze hybride converters ook geen condensator, inductor of tussenkring.
Deze worden opnieuw ingedeeld in twee typen op basis van het aantal fasen dat ze nemen voor conversie, als de spanning en stroom beide in een enkele fase worden omgezet, kan die converter worden genoemd als een Hybrid Direct Matrix Converter.
Als de spanning en stroom in twee verschillende fasen worden omgezet, dan kan die converter een Hybrid Indirect Matrix Converter worden genoemd.
Voorbeeld:
Cycloconverter met behulp van thyristors
Het cycloconverter-project betreft de snelheidsregeling van een enkelfasige inductiemotor door gebruik te maken van de Cycloconverter-techniek met thyristors. Inductiemotoren zijn machines met een constant toerental die vaak worden gebruikt in veel huishoudelijke apparaten zoals wasmachines, waterpompen en stofzuigers.
Het circuit bestaat uit een voedingssysteem (met transformator, gelijkrichter en regelaar om AC naar DC om te zetten) is verbonden met de microcontroller en de AC-voeding wordt gehandhaafd op cycloconverter. De microcontroller is verbonden met optoisolator en modusselectie. De cycloconverter is verbonden met de motor.
Cycloconverter met behulp van thyristors
De snelheid van de inductiemotor kan in drie stappen worden gevarieerd als F, F / 2 en F / 3. De microcontroller is verbonden met schuifschakelaars en de status van deze schakelaars kan zo worden gevarieerd dat de microcontroller de juiste triggeringpulsen aan de Cycloconverter thyristors dual bridge levert. Met de variatie in triggerpulsen kan de frequentie van de uitgangsgolfvorm van de cycloconverter worden gevarieerd. Zo kan de snelheidsregeling van de enkelfasige inductiemotor worden bereikt.
Dit gaat allemaal over enkele AC-naar-AC-omvormers, samen met hun korte bespreking en werkingsprincipes. Deze converters zijn meestal te vinden in high-power conversie-apparatuur gerelateerd aan toepassingen voor vermogenselektronica Als u meer informatie en praktische implementatie van deze converters wilt, kunt u ons schrijven door hieronder te reageren.
Fotocredits:
- AC naar AC converters door siemens
- Cycloconverters door pantechsolutions
- Fasegestuurde Cycloconverters door nctu
- Spanningsbron en stroombron Omvormer door gekko-onderzoek
- Matrix Converters door yaskawa
- 3-Ø naar 3-Ø fase cycloconverter door pantechsolutions
- 1-Ø naar 1- Ø cilinderomvormer door bestanden
- 3-Ø naar 1-ØPhaseCycloconverter door
