Tiristorski zasnovan CycloConverter i njegove primjene

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Ciklokonvertor je pretvarač frekvencije s jedne na drugu razinu koji može mijenjati izmjeničnu snagu s jedne frekvencije u izmjeničnu na drugoj frekvenciji. Evo, an Postupak pretvorbe u AC-AC vrši se s promjenom frekvencije. Stoga se naziva i mjenjačem frekvencije. Obično je izlazna frekvencija manja od ulazne frekvencije. Provedba upravljačkog kruga komplicirana je zbog ogromnog broja SCR-ova. Mikrokontroler ili DSP ili mikroprocesor koristi se u upravljačkim krugovima.

CycloConverter

CycloConverter



Ciklo-pretvarač može postići pretvorbu frekvencije u jednom stupnju i osigurava kontrolu napona i frekvencija. Osim toga, potreba za korištenjem sklopni krugovi nije potrebno jer koristi prirodnu komutaciju. Prijenos snage unutar Cycloconvertera odvija se u dva smjera.


Postoje dvije vrste ciklokonvertera



Pojačaj Cycloconverter:

Ove vrste koriste normalnu komutaciju i daju izlaz na višim frekvencijama od one na ulazu.

Step Down Cycloconverter:


Ovaj tip koristi prisilnu komutaciju i rezultira izlazom s frekvencijom manjom od frekvencije ulaza.

Ciklo-pretvarači su dalje razvrstani u tri kategorije kako je objašnjeno u nastavku.

Jednofazna do Jednofazna

Ovaj ciklokonvertor ima dva pretvarača punih valova spojena straga natrag. Ako jedan pretvarač radi, drugi je onemogućen, kroz njega ne prolazi struja.

Trofazna do jednofazna

Ovaj ciklokonvertor djeluje u četiri kvadranta koji su (+ V, + I) i (-V, -I) načini ispravljanja, a (+ V, -I) i (-V, + I) načini inverzije.

Trofazna do Trofazna

Ovaj se ciklokonvertor uglavnom koristi u sustavima izmjeničnih strojeva koji rade na trofaznim indukcijskim i sinkronim strojevima.

Uvođenje jednofaznog u jednofazni ciklokonvertor pomoću tiristora

Cycloconverter ima četiri tiristora podijeljena na dva Tiristorske banke , tj. pozitivna banka i negativna banka svake od njih. Kada pozitivna struja teče u opterećenju, izlazni napon kontrolira se faznom regulacijom dvaju tiristora pozitivnog niza, dok se negativni tiristori niza ne drže isključeni i obrnuto kada negativna struja teče u opterećenju.

Operativna ilustracija jednofaznog ciklokonvertora

Operativna ilustracija jednofaznog ciklokonvertora

Savršeni izlazni valni oblici za sinusnu struju opterećenja i različite fazne kutove opterećenja prikazani su na donjoj slici. Važno je stalno održavati neprovodni tiristorski niz isključenim, u suprotnom bi se mreža mogla kratko spojiti kroz dva tiristorska niza, što bi rezultiralo izobličenjem valnog oblika i mogućim otkazom uređaja zbog struje kratkog spoja.

Idealizirani izlazni valni oblici

Idealizirani izlazni valni oblici

Glavni problem kontrole ciklo-pretvarača je kako zamijeniti banke u najkraćem mogućem roku kako bi se izbjegla izobličenja, istovremeno osiguravajući da dvije banke ne rade istovremeno.

Uobičajeni dodatak strujnom krugu koji uklanja zahtjev da se jedna banka drži isključen je postavljanje induktiviteta s induktivnom cirkulacijom koji se naziva središnji induktivitet između izlaza dviju banaka.

Obje banke sada mogu raditi zajedno, bez prekida u mreži. Također, cirkulirajuća struja u induktoru održava rad obje banke cijelo vrijeme, što rezultira poboljšanim izlaznim valnim oblicima.

Dizajn ciklokonvertera pomoću tiristora

Ovaj je projekt osmišljen za kontrolu brzine a jednofazni asinhroni motor u tri koraka uporabom Cycloconverter tehnike od strane Tiristorsa. A.C Motors ima velike prednosti što je relativno jeftin i vrlo pouzdan.

Blok dijagram CycloConvertera temeljenog na tiristoru

Blok dijagram CycloConvertera temeljenog na tiristoru

Zahtjev za hardverske komponente

Istosmjerno napajanje od 5V, Mikrokontroler (AT89S52 / AT89C51), Optoizolator (MOC3021), Jednofazni indukcijski motor, tipke, SCR, LM358 IC , Otpornici, kondenzatori.

Detekcija križa nultog napona

Detekcija križa nultog napona znači valni oblik napona napajanja koji prolazi kroz nulti napon za svakih 10 ms u ciklusu od 20 ms. Koristimo 50Hz izmjenični signal, ukupno razdoblje ciklusa je 20msec (T = 1 / F = 1/50 = 20msec) u kojem za svaki poluciklus (tj. 10ms) moramo dobiti nula signala.

Detekcija križa nultog napona

Detekcija križa nultog napona

To se postiže korištenjem pulsirajuće istosmjerne struje nakon ispravljača mosta prije filtriranja. U tu svrhu koristimo blokirajuću diodu D3 između pulsirajućeg DC i kondenzator filtra tako da možemo dobiti pulsirajući DC za upotrebu.

Pulsirajuća istosmjerna struja daje se potencijalnom razdjelniku od 6,8 ​​k i 6,8 k da bi se dobio izlaz od oko 5 V koji pulsira od 12 V pulsiranja koji je povezan s neinvertirajućim ulazom usporednog pina 3. Ovdje, Op-amp se koristi kao usporednik.

5V DC daje se a razdjelnik potencijala od 47k i 10K što daje izlaz od oko 1,06V i koji je povezan s invertirajućim ulaznim pinom br. 2. Jedan otpor od 1K koristi se od izlaznog pina 1 do ulaznog pina 2 za povratnu vezu.

Kao što znamo princip usporedbe je da kada je neinvertirajući terminal veći od invertirajućeg terminala, tada je izlaz logički visok (napon napajanja). Stoga se pulsirajući istosmjerni tok na kontaktu br. 3 uspoređuje s fiksnim istosmjernim naponom 1,06 V na kontaktu br. 2.

O / p ovog komparatora dovodi se na invertirajuću stezaljku drugog komparatora. Neinvertirajući terminal ovog uspoređivačkog pina br. 5 dobiva fiksni referentni napon, tj. 2,5 V uzet iz razdjelnika napona koji čine otpornici 10k i 10k.

Tako dobivamo ZVR (Zero Voltage Reference). Taj se ZVR zatim koristi kao ulazni impuls na mikrokontroler.

ZVS valni oblik

ZVS valni oblik

Postupak rada ciklokonvertora

Spojevi krugova prikazani su na gornjem dijagramu. Projekt koristi referencu nultog napona kako je gore opisano na pin br. 13 mikrokontrolera. Osam Opto - Izolatori MOC3021 se koriste za vožnju 8 SCR-ova U2 do U9.

4 SCR-ovi (silikonski kontrolirani ispravljači) koristi se u punom mostu u suprotnosti je s drugim skupom od 4 SCR-a kao što je prikazano na dijagramu. Okidački impulsi koje je MC generirao prema napisanom programu pružaju ulazne uvjete za Opto-izolator koji pokreće odgovarajući SCR.

Samo je jedan Opto U17 koji vozi SCR U2 prikazan gore, dok su svi ostali slični shemi krugova. SCR se provodi 20ms od prvog mosta i sljedećih 20ms od drugog mosta kako bi dobio izlaz na točki br. - 25 i 26, ukupno vremensko razdoblje jednog ciklusa izmjenične struje od 40 ms, što je 25 Hz.

Tako se F / 2 isporučuje u teret dok je sklopka 1 zatvorena. Slično tome, za F / 3 provođenje se odvija 30 ms u 1. mostu i sljedećih 30 ms od sljedećeg mosta, tako da ukupno vremensko razdoblje od 1 ciklusa dođe do 60 ms, a zauzvrat u F / 3 dok se aktivira sklopka -2.

Osnovna frekvencija od 50 Hz dostupna je aktiviranjem para na 1. mostu za prvih 10 ms i sljedećih 10 ms od sljedećeg mosta, dok su obje sklopke u stanju 'ISKLJUČENO'. Obrnuta struja koja teče u vratima SCR-a su Opto - izolacijski izlaz.

Primjene Cycloconvertera

Primjene uključuju kontrolu brzine izmjeničnih strojeva poput Uglavnom se koristi u električnoj vuči, izmjeničnim motorima s promjenjivom brzinom i indukcijskim grijanjem.

  • Sinkroni motori
  • Mlin pogoni
  • Brodski pogon
  • Brušenje mlinova

Nadam se da ste jasno razumjeli tema Cycloconvertera , to je pretvarač frekvencije s jedne na drugu razinu, koji može mijenjati izmjeničnu snagu s jedne frekvencije u izmjeničnu na drugoj frekvenciji. Ako imate dodatnih pitanja o ovoj temi ili o električnim i elektroničkim projektima, ostavite odjeljak za komentare u nastavku.