En aplicacions industrials, s’utilitzen dues formes d’energia elèctrica Corrent continu (CC) i corrent altern (CA). El voltatge constant i el corrent constant de CA estan disponibles directament. No obstant això, per a diferents aplicacions, es necessiten diferents formes, diferents tensions i / o corrents diferents. Es necessiten convertidors per aconseguir diferents formes. Aquests convertidors es classifiquen com a rectificadors, picadors, inversors i convertidors ciclo.
Un cicloconvertidor és un dispositiu que converteix la potència CA a una freqüència en una potència CA d’una freqüència ajustable però inferior sense cap etapa de corrent continu o CC. També es pot reconèixer com un carregador de recurrència estàtic i conté rectificadors regulats amb silici. Els ciclo-convertidors s’utilitzen en unitats de freqüència variable molt grans amb potències des de pocs megawatts fins a moltes desenes de megawatts.
A continuació, es descriu el principi del ciclo-convertidor mitjançant l’ús de ciclo-convertidor monofàsic a monofàsic.
A continuació, es mostra un cicloconvertidor d’entrada monofàsica (a) 50 Hz, (b) 25Hz, (c) 12,5 Hz entrada monofàsica a cicloconversor de sortida monofàsica.
El rectificador converteix de CA monofàsic o trifàsic a voltatge de CC variable. Els helicòpters converteixen de CC a voltatge de CC variable. Els inversors converteixen de corrent continu a freqüència variable de magnitud variable monofàsica o trifàsica. Els convertidors cíclics converteixen de CA monofàsic o trifàsic a CA de freqüència variable de magnitud variable monofàsica o trifàsica. Un cicloconvertidor té quatre tiristor dividits en un banc positiu i negatiu de dos tiristor cadascun.
Esquema bàsic del cicloconvertidor:
El cicloconvertidor està connectat a l'entrada entre 30 i 31 tal com es mostra a continuació. El motor està connectat entre 25 i 26.
Depenent dels impulsos activadors alimentats a un conjunt de 8 SCR entre la seva porta i el càtode obtindrem F o F / 2 o F / 3.
Cicloconvertidor
Tipus de cicloconvertidors:
Hi ha principalment dos tipus de cicloconvertidors, tipus de mode de bloqueig i circulació. Quan el corrent de càrrega és positiu, el convertidor positiu subministra la tensió necessària i el convertidor negatiu es bloqueja. Suposem que si el corrent de càrrega és negatiu, el convertidor negatiu subministra la tensió i el convertidor positiu està bloquejat. Aquesta operació s’anomena operació en mode de bloqueig. Els convertidors de ciclo que utilitzen aquest mètode s’anomenen convertidors de ciclo en mode de bloqueig.
Per casualitat, si els dos convertidors estan habilitats, el subministrament quedarà curtcircuitat. Per evitar-ho, s’ha de connectar un reactor intergrup (IGR) entre els convertidors. Si tots dos convertidors estan habilitats, es produeix un corrent circulant. Això és unidireccional perquè els tiristors permeten que el corrent flueixi només en una direcció. Els convertidors ciclo que fan servir aquest enfocament s’anomenen convertidors de corrent circulant.
Cicloconvertidors en mode de bloqueig:
Els convertidors de ciclo en mode de bloqueig no necessiten cap reactor intergrup (IGR). Depèn de la polaritat, un dels convertidors està habilitat. El funcionament en mode de bloqueig té alguns avantatges i desavantatges respecte al funcionament en mode de circulació. No necessiten cap reactor, per tant, la mida i el cost són menors. Només hi ha un convertidor en conducció en lloc de dos. Durant el temps de retard, el corrent es manté a zero distorsionant les formes d'ona de tensió i corrent. Aquesta distorsió significa patrons harmònics complexos.
Cicloconvertidors actuals circulants:
Tots dos convertidors funcionen en tot moment en aquest cas. El gran desavantatge és que es necessita un IGR. El nombre de dispositius que s’hi connecten és el doble que el bloqueig de cicloconvertidor actual.
Principis dels cicloconvertidors:
Els principis de funcionament dels convertidors de ciclo es poden classificar en els tres tipus següents segons el tipus de subministrament de corrent altern aplicat al circuit.
Cicloconvertidor monofàsic a monofàsic:
La comprensió dels principis de funcionament dels cicloconvertidors hauria de començar amb un cicloconvertidor monofàsic a monofàsic. Aquest convertidor té connexió esquena amb esquena de dos rectificadors d’ona completa. Suposem que per obtenir una quarta part de la tensió d’entrada a la sortida, durant els dos primers cicles de Vs, el convertidor positiu opera subministrant corrent a la càrrega i rectifica la tensió d’entrada. En els dos cicles següents, el convertidor negatiu funciona subministrant corrent en sentit invers. Quan un dels convertidors funciona, l’altre es desactiva de manera que no hi ha corrent circulant entre els rectificadors. A la figura següent Vs representa la tensió d’alimentació d’entrada i Vo és la tensió de sortida necessària que és una quarta part de la tensió d’alimentació.
Imatge per a una quarta part del voltatge d'entrada a la sortida mitjançant un convertidor cicloconversor monofàsic
Cicloconvertidors trifàsics a monofàsics:
Igual que els convertidors anteriors, el cicloconvertidor trifàsic a monofàsic aplica tensió rectificada a la càrrega. Els cicloconvertidors positius només subministraran corrent positiu, mentre que els convertidors negatius només subministraran corrent negatiu. Els convertidors de ciclo poden funcionar en quatre quadrants com a modes de rectificació (+ v, + i), (+ v, -i) i (-v, + i), (-v, -i). La polaritat del corrent determina si el convertidor positiu o negatiu hauria de subministrar energia a la càrrega. Quan es produeix un canvi de polaritat de corrent, el convertidor que subministrava corrent prèviament es desactiva i l’altre està habilitat. Durant la inversió de polaritat actual, el voltatge mitjà subministrat pels dos convertidors hauria de ser igual.
Cicloconvertidor trifàsic a trifàsic:
Hi ha dues configuracions bàsiques disponibles per a convertidors de ciclo trifàsics, com ara delta i wye. Si les sortides del convertidor anterior estan connectades en wye o delta i si les tensions de sortida són desplaçades de 120º, el convertidor resultant és trifàsic al convertidor trifàsic. Els convertidors trifàsics s’utilitzen principalment en sistemes de transmissió de màquines que funcionen amb màquines síncrones i d’inducció trifàsiques.
Aplicacions de Cycloconverters:
Els cicloconvertidors poden produir voltatges de sortida rics en harmònics. Quan s’utilitzen convertidors de ciclo per a una màquina de corrent altern, la inductància de fuites de la màquina filtra la majoria dels harmònics d’alta freqüència i redueix el voltatge dels harmònics d’ordre inferior.
Control de la velocitat del motor d’inducció monofàsic
Els motors d’inducció monofàsics s’utilitzen àmpliament en moltes aplicacions. La millora del seu rendiment suposa un gran estalvi en el consum d’energia elèctrica. Un controlador de velocitat basat en cicloconvertidor es proposa.
Control de velocitat del motor d’inducció monofàsic
El diagrama de circuits anterior es pot utilitzar per controlar la velocitat d’un motor d’inducció monofàsic en tres passos mitjançant l’ús de convertidors de ciclo i tiristor. El circuit utilitza un cicloconvertidor controlat per tiristor que permet el control de la velocitat en passos d’un motor d’inducció. Per a la sèrie 8051 de microcontroladors, es proporcionen un parell d’interruptors lliscants per seleccionar el rang de velocitat de funcionament del motor d’inducció requerit. Aquests commutadors estan relacionats amb el microcontrolador per lliurar els impulsos per activar els SCR en un pont dual . Així, la velocitat del motor es pot aconseguir en tres passos.
Algunes altres aplicacions en què es poden utilitzar Cycloconverters són accionaments de molins de ciment, accionaments de propulsió de vaixells, laminadors i bobinadors de mines, rentadores, bombes d’aigua i també s’utilitzen en indústries. Si hi ha més preguntes sobre aquest tema o sobre elèctrica i projectes electrònics deixeu la secció de comentaris a continuació.
Crèdit fotogràfic
- Cycloconverter de wikimedia
