V industrijski uporabi se uporabljata dve obliki električne energije enosmerni tok (DC) in izmenični tok (AC). Stalna napetost in konstantni tok je na voljo neposredno. Vendar pa so za različne namene potrebne različne oblike, različne napetosti in / ali različni tokovi. Pretvorniki so potrebni za doseganje različnih oblik. Ti pretvorniki so razvrščeni kot usmerniki, sekljalniki, pretvorniki in ciklo pretvorniki.
Ciklo pretvornik je naprava, ki pretvori izmenično napetost, moč ene frekvence v izmenično moč nastavljive, a nižje frekvence brez vmesnega enosmernega ali enosmernega toka. Prav tako ga lahko priznamo kot statični povratni polnilnik in vsebuje silicijsko regulirane usmernike. Ciklo pretvorniki se uporabljajo v zelo velikih pogonih s spremenljivo frekvenco z močjo od nekaj megavatov do več deset megavatov.
Načelo ciklo pretvornika je opisano spodaj z uporabo enofaznega v enofazni ciklo pretvornik.
Enofazni vhodni ciklo pretvornik je prikazan spodaj (a) 50 Hz, (b) 25Hz, (c) Spodaj je prikazan enofazni vhod v enofazni izhodni ciklo pretvornik 12,5 Hz.
Usmernik pretvori iz enofazne ali trifazne izmenične napetosti v spremenljivo enosmerno napetost. Sekalniki pretvorijo iz enosmerne v spremenljivo enosmerno napetost. Pretvorniki pretvorijo iz enosmernega v spremenljivo frekvenco spremenljive frekvence enofazni ali trifazni izmenični tok. Ciklični pretvorniki pretvorijo iz enofaznega ali trifaznega izmeničnega toka v spremenljivo frekvenco spremenljive frekvence enofaznega ali trifaznega izmeničnega toka. Ciklokonverter ima štiri tiristorje, razdeljene na pozitivno in negativno banko po dva tiristorja.
Osnovna shema ciklokonverterja:
Ciklo pretvornik je priključen na vhod med 30 in 31, kot je prikazano spodaj. Motor je povezan med 25 in 26.
Odvisno od sprožilnih impulzov, dovedenih v niz 8 SCR med njihovimi vrati in katodo, dobimo F ali F / 2 ali F / 3.
Ciklokonverter
Vrste ciklo pretvornikov:
Obstajata predvsem dve vrsti ciklo pretvornikov, ki blokirajo način in način kroženja. Ko je obremenitveni tok pozitiven, pozitivni pretvornik napaja zahtevano napetost, negativni pretvornik pa je blokiran. Recimo, da je obremenitveni tok negativen, potem negativni pretvornik napaja napetost in pozitivni pretvornik je blokiran. Ta operacija se imenuje blokiranje. Ciklo pretvorniki, ki uporabljajo to metodo, se imenujejo blokirni pretvorniki v načinu blokiranja.
Če sta oba pretvornika omogočena, bo napajalna enota v kratkem stiku. Da bi se temu izognili, mora biti med pretvorniki povezan medskupinski reaktor (IGR). Če sta omogočena oba pretvornika, nastane obtočni tok. To je enosmerno, ker tiristorji omogočajo, da tok teče samo v eno smer. Ciklo pretvorniki, ki uporabljajo ta pristop, se imenujejo pretvorniki obtočnega toka.
Blokirni pretvorniki:
Ciklo pretvorniki v načinu blokiranja ne potrebujejo nobenega medskupinskega reaktorja (IGR). Odvisno od polarnosti je omogočen eden od pretvornikov. Delovanje blokirnega načina ima nekaj prednosti in slabosti pred obratovalnim načinom. Ne potrebujejo nobenega reaktorja, zato so velikost in stroški manjši. Samo en pretvornik je ves čas v prevodnosti in ne dva. V času zakasnitve ostane tok nič, ki izkrivlja napetost in tokovne valovne oblike. To popačenje pomeni zapletene harmonične vzorce.
Cirkulacijski pretvorniki toka:
Oba pretvornika v tem primeru delujeta ves čas. Velika pomanjkljivost je, da je potreben IGR. Število naprav, ki se na to povežejo, je dvakrat večje kot trenutno blokirajoči ciklo pretvornik.
Načela ciklo pretvornikov:
Načela delovanja ciklo pretvornikov lahko razvrstimo v naslednje tri vrste glede na vrsto vhodnega napajanja, ki se uporablja za vezje.
Enofazni v enofazni ciklo pretvornik:
Razumevanje načel delovanja ciklo pretvornikov se mora začeti z enofaznim v enofazni ciklo pretvornik. Ta pretvornik ima hrbtno povezavo dveh polnovalnih usmernikov. Recimo, da dobimo četrtino vhodne napetosti na izhodu, v prvih dveh ciklih Vs pozitivni pretvornik deluje tako, da dovaja tok obremenitvi in ta popravi vhodno napetost. V naslednjih dveh ciklih negativni pretvornik deluje z napajanjem toka v obratni smeri. Ko eden od pretvornikov deluje, je drugi onemogočen, tako da med usmerniki ni toka. Na spodnji sliki Vs predstavlja vhodno napajalno napetost, Vo pa zahtevano izhodno napetost, ki je ena četrtina napajalne napetosti.
Slika za četrtino vhodne napetosti na izhodu z uporabo 1-faznega do 1-faznega ciklokonverterja
Trifazni v enofazni ciklo pretvorniki:
Tako kot zgoraj navedeni pretvorniki tudi trifazni v enofazni ciklo pretvornik na obremenitev uporabi usmerjeno napetost. Pozitivni ciklo pretvorniki bodo napajali le pozitiven tok, negativni pretvorniki pa samo negativni tok. Ciklo pretvorniki lahko delujejo v štirih kvadrantih kot (+ v, + i), (+ v, -i) rektifikacijski načini in (-v, + i), (-v, -i) invertirni načini. Polarnost toka določa, ali naj pozitivni ali negativni pretvornik napaja breme. Ko pride do spremembe polarnosti toka, je pretvornik, ki je prej dovajal tok, onemogočen, drugi pa omogočen. Med trenutno spremembo polaritete mora biti povprečna napetost, ki jo napajata oba pretvornika, enaka.
Trifazni v trifazni ciklo pretvornik:
Za trifazne ciklo pretvornike, kot sta delta in wye, sta na voljo dve osnovni konfiguraciji. Če so izhodi zgornjega pretvornika povezani v wye ali delta in če so izhodne napetosti 120 ° fazno premaknjene, je nastali pretvornik trifazen v trifazni pretvornik. Trifazni pretvorniki se v glavnem uporabljajo v pogonskih sistemih s trifaznimi sinhronimi in indukcijskimi stroji.
Uporabe ciklokonverterjev:
Ciklokonverterji lahko proizvajajo harmonične bogate izhodne napetosti. Ko ciklo pretvorniki uporabljajo za delujoč izmenični stroj, induktivnost puščanja stroja filtrira večino visokofrekvenčnih harmonikov in zmanjša napetost harmonikov nižjega reda.
Nadzor hitrosti enofaznega asinhronskega motorja
Enofazni asinhronski motorji se pogosto uporabljajo v mnogih aplikacijah. Izboljšave njegove zmogljivosti pomenijo velik prihranek pri porabi električne energije. Krmilnik hitrosti na osnovi ciklokonverter predlaga.
Regulacija hitrosti enofaznega asinhronskega motorja
Zgornji diagram vezja lahko uporabimo za krmiljenje hitrosti enofaznega asinhronskega motorja v treh korakih z uporabo ciklo pretvornikov in tiristorjev. Vezje uporablja tiristorski krmiljeni ciklo pretvornik, ki omogoča nadzor hitrosti v korakih asinhronskega motorja. Za mikrokrmilnike serije 8051 je na voljo par drsnih stikal za izbiro zahtevanega območja hitrosti delovanja asinhronskega motorja. Ta stikala povezujejo mikrokrmilnik za oddajanje impulzov za sprožitev SCR-jev v a dvojni most . Tako je hitrost motorja mogoče doseči v treh korakih.
Nekatere druge aplikacije, pri katerih je mogoče uporabiti ciklokonverterje, so pogoni za mlin za cement, pogonski pogoni za ladje, valjarne in navijalci rudnikov, pralni stroji, vodne črpalke in se uporabljajo tudi v industriji. Če se pojavijo nadaljnja vprašanja o tej temi ali o električni in elektronski projekti pustite spodnji odsek za komentarje.
Foto kredit
- Cycloconverter avtor wikimedia
