Cyklokonverterare är en frekvensomvandlare från en nivå till en annan, som kan ändra växelström från en frekvens till växelström vid en annan frekvens. Här, en AC-AC-omvandlingsprocess görs med en frekvensändring. Därför kallas det också som frekvensväxlare. Normalt är utfrekvensen mindre än ingångsfrekvensen. Implementeringen av styrkretsen är komplicerad på grund av det stora antalet SCR. Microcontroller eller DSP eller mikroprocessor används i styrkretsar.
CycloConverter
En cykelomvandlare kan uppnå frekvensomvandling i ett steg och säkerställer att spänning och frekvenser är kontrollerbara. Dessutom behovet av att använda kopplingskretsar är inte nödvändigt eftersom det använder naturlig pendling. Kraftöverföring inom en cyklokonverterare sker i två riktningar.
Det finns två typer av cyklokonverterare
Step Up Cycloconverter:
Dessa typer använder normal pendling och ger en utgång vid högre frekvenser än ingångens.
Steg ner cyklokonverteraren:
Denna typ använder tvångs pendling och resulterar i en utgång med en frekvens som är lägre än ingångens.
Cykelomvandlarna klassificeras vidare i tre kategorier som diskuteras nedan.
Enfas till Enfas
Denna cyklokonverterare har två fullvågsomvandlare anslutna rygg mot rygg. Om en omvandlare kör den andra är inaktiverad passerar ingen ström genom den.
Trefas till Enfas
Denna cyklokonverterare fungerar i fyra kvadranter som (+ V, + I) och (−V, −I) är likriktningslägena och (+ V, −I) och (−V, + I) som inverteringslägen.
Tre-fas till Tre-fas
Denna cyklokonverterare används huvudsakligen i växelströmsmaskinsystem som arbetar på trefasinduktions- och synkronmaskiner.
Introduktion av enfas till enfas cyklokonverterare med Thyristors
Cyklokonverteraren har fyra tyristorer uppdelade i två Tyristorbanker , dvs en positiv bank och en negativ bank för var och en. När den positiva strömmen flyter i lasten styrs utspänningen genom fasstyrning av de två positiva array-tyristorerna medan den negativa array-tyristorerna hålls avstängda och tvärtom när negativ ström flyter i lasten.
Operativ illustration av enfas cyklokonverterare
De perfekta utgångsvågformerna för en sinusformad belastningsström och olika belastningsfasvinklar visas i figuren nedan. Det är viktigt att hålla den icke-ledande Thyristor-arrayen hela tiden avstängd, annars kan nätet kortslutas via de två Thyristor-grupperna, vilket resulterar i vågformsförvrängning och eventuellt enhetsfel från kortslutningsströmmen.
En idealiserad utgångsvågform
Ett stort kontrollproblem för cykloomvandlaren är hur man byter mellan banker på kortast möjliga tid för att undvika snedvridning samtidigt som man ser till att de två bankerna inte bedriver samtidigt.
Ett vanligt tillskott till strömkretsen som tar bort kravet på att hålla en bank avstängd är att placera en centraltappad induktor kallad cirkulationsströminduktor mellan utgångarna från de två bankerna.
Båda bankerna kan nu leda tillsammans utan att kortsluta elnätet. Dessutom håller cirkulationsströmmen i induktorn båda bankerna hela tiden, vilket resulterar i förbättrade utgångsvågformer.
Design av cyklokonverterare med Thyristors
Detta projekt är utformat för att kontrollera hastigheten på a enfas induktionsmotor i tre steg med hjälp av en cykloconverterteknik från Thyristors. A.C Motors har de stora fördelarna med att vara relativt billiga och mycket tillförlitliga.
Blockdiagram över tyristorbaserad CycloConverter
Krav på hårdvarukomponenter
DC-strömförsörjning på 5V, Microcontroller (AT89S52 / AT89C51), Optoisolator (MOC3021), enfas induktionsmotor, tryckknappar, SCR, LM358 IC , Motstånd, Kondensatorer.
Nollspänningskorsdetektering
Nollspänningskorsdetektering avser matningsspänningsvågform som passerar genom nollspänning för var 10 msek i en 20 msek cykel. Vi använder 50Hz växelströmssignal, den totala cykeltiden är 20 ms (T = 1 / F = 1/50 = 20 ms), där vi för varje halvcykel (dvs. 10 ms) måste få noll signaler.
Nollspänningskorsdetektering
Detta uppnås genom att använda pulserande likström efter brygglikriktaren innan den filtreras. För detta ändamål använder vi en blockerande diod D3 mellan pulserande DC och filterkondensatorn så att vi kan få pulserande DC för användning.
Den pulserande likströmmen ges till en potentialdelare på 6,8k och 6,8K för att leverera en utgång ca 5V pulserande från 12V pulserande som är ansluten till den icke-inverterande ingången till komparatorstift 3. Här är Op-amp används som en jämförare.
5V DC ges till en potentiell avdelare på 47k och 10K vilket ger en utgång på cirka 1,06V och som är ansluten till inverterande ingångsstift nr 2. Ett motstånd på 1K används från utgångsstift 1 till ingångsstiftet 2 för återkoppling.
Som vi vet är principen för en komparator att när den icke-inverterande terminalen är större än den inverterande terminalen, är utgången logisk hög (matningsspänning). Således jämförs den pulserande likströmmen på stift nr 3 med den fasta likström 1.06V vid stift nr 2.
O / p för denna komparator matas till den inverterande terminalen för en annan komparator. Den icke-inverterande terminalen för denna komparatorstift 5 ges en fast referensspänning, dvs 2,5V från en spänningsdelare bildad av motstånd på 10k och 10k.
Således får vi ZVR (Zero Voltage Reference) upptäckt. Denna ZVR används sedan som ingångspulser till mikrokontrollern.
ZVS vågform
Arbetsförfarande för cyklokonverterare
Kretsanslutningarna visas i ovanstående diagram. Projektet använder nollspänningsreferens som beskrivs ovan vid stift nr. 13 i Microcontroller. Åtta Opto - isolatorer MOC3021 används för att köra 8 SCR: s U2 till U9.
4 SCR (kiselstyrda likriktare) används i fullbrygga är antiparallell med en annan uppsättning av 4 SCR: er som visas i diagrammet. Att trigga pulser som alstras av MC enligt det skrivna programmet ger ingångstillstånd till Opto-isolatorn som driver respektive SCR.
Endast en Opto U17 som kör SCR U2 visas ovan medan alla andra liknar kopplingsschemat. SCR får ledning i 20 ms från den första bron och nästa 20 ms från den andra bron för att få utgången vid en punkt nr 25 & 26, den totala tidsperioden för en växelströmscykel på 40 ms som är 25 Hz.
Således levereras F / 2 till lasten medan omkopplaren 1 är stängd. På samma sätt sker för F / 3 ledningen under 30 ms i den första bron och nästa 30 ms från nästa brygga, så att en total tidsperiod på 1 cykel uppgår till 60 ms vilket i sin tur i F / 3 medan omkopplaren -2 manövreras.
Den grundläggande frekvensen på 50Hz är tillgänglig genom att aktivera ett par från den första bron i första 10 ms och för de nästa 10 ms från nästa brygga medan båda omkopplarna hålls i 'OFF' -läge. Den omvända strömmen som flyter i grindarna till SCR: erna är Opto - isolatorutgång.
Tillämpningar av cyklokonverterare
Tillämpningarna inkluderar att styra hastigheten på växelströmsmaskiner som den används främst i elektrisk dragkraft, växelströmsmotorer med variabel hastighet och induktionsuppvärmning.
- Synkrona motorer
- Mill Drives
- Fartygets framdrivning
- Slipverk
Jag hoppas att du tydligt har förstått ämnet Cycloconverter , det är en frekvensomvandlare från en nivå till en annan, som kan ändra växelström från en frekvens till växelström vid en annan frekvens. Om ytterligare frågor om detta ämne eller om de elektriska och elektroniska projekten lämnar kommentarerna nedan.
