Il compito principale dell'elettronica di potenza è elaborare e controllare il flusso di energia elettrica fornendo tensioni e correnti in una forma che sia adatta in modo ottimale ai carichi dell'utente. I moderni convertitori elettronici di potenza sono coinvolti in uno spettro molto ampio di applicazioni come alimentatori a commutazione, filtri di potenza attiva, controllo del movimento di macchine elettriche, sistemi di conversione di energia rinnovabile, generazione di energia distribuita, sistemi di trasmissione CA flessibili e tecnologia veicolare, ecc. .
I convertitori elettronici di potenza possono essere trovati ovunque sia necessario modificare la forma di energia elettrica con l'elettronica classica in cui le correnti elettriche e la tensione vengono utilizzate per trasportare le informazioni, mentre con l'elettronica di potenza, trasportano energia. Alcuni esempi di utilizzo dei sistemi elettronici di potenza sono i convertitori CC / CC utilizzati in molti dispositivi mobili, come telefoni cellulari o PDA, e convertitori CA / CC in computer e televisori. L'elettronica di potenza su larga scala viene utilizzata per controllare centinaia di megawatt di flusso di potenza in tutta la nostra nazione. Alcuni di questi convertitori sono discussi di seguito.
Doppio convertitore
Il doppio convertitore è una combinazione di un raddrizzatore e inverter in cui avviene la conversione da CA a CC e seguita da CC a CA in cui il carico si trova nel mezzo. Un doppio convertitore può essere monofase o trifase. Un doppio convertitore è costituito da due ponti costituiti da tiristori di cui uno a scopo raddrizzante dove la corrente alternata viene convertita in corrente continua che può essere data al carico. Un altro ponte di tiristori viene utilizzato per convertire D.C in A.C.
Convertitore doppio monofase
Il doppio convertitore monofase utilizza una singola fase come sorgente che viene fornita al convertitore 1 del doppio convertitore per la rettifica seguita dal carico.
Principio di funzionamento:
Ingresso CA fornito al convertitore 1 per la rettifica in questo processo Il ciclo positivo di ingresso è dato al primo set di tiristori polarizzati in avanti che fornisce una CC rettificata su ciclo positivo, così come il ciclo negativo è dato al set di tiristori polarizzati inversi che fornisce una CC accesa ciclo negativo che completa l'uscita rettificata a onda intera può essere data al carico. Durante questo processo il convertitore 2 viene bloccato tramite un induttore. Poiché il tiristore inizia a condurre solo quando viene fornito un impulso di corrente al gate e continua a condurre fino a quando viene interrotta l'alimentazione di corrente. L'uscita del ponte a tiristori può essere la seguente quando è assegnata a carichi diversi.
Poiché un doppio convertitore consiste anche nella conversione di CC in CA per farlo funzionare, il convertitore due è bloccato, gli ingressi CC diventano il carico per la conversione della fonte di alimentazione CC.
Accensione dei tiristori:
Per fare in modo che i tiristori conducano, è necessario inviare un impulso di trigger al suo gate contemporaneamente alla tensione di linea. Un circuito di pilotaggio del gate separato deve essere aggiunto a un ponte a tiristori a doppio convertitore Il circuito di pilotaggio del gate deve essere sincronizzato in modo uguale con la tensione della sorgente, qualsiasi ritardo causa zero jitter incrociato e zero fluttuazioni di frequenza. Per evitare che questi circuiti siano inclusi con anelli ad aggancio di fase e comparatori.
Applicazioni del doppio convertitore monofase
- Controllo della velocità e controllo della direzione nei motori a corrente continua.
Controllo della velocità e controllo della polarità del motore cc utilizzando un doppio convertitore monofase
Un doppio convertitore monofase può essere utilizzato per controllare la velocità e la direzione di rotazione interfacciarsi con il microcontrollore, la combinazione di quattro SCR è posizionata su entrambi i lati del motore e il motore è carico. Questi tiristori possono essere attivati attraverso un fotoaccoppiatore che è collegato a una porta del microcontrollore.
La rotazione del motore può essere inizializzata utilizzando fotoaccoppiatore impostando un set di tiristori per innescare che è posizionato su un lato e il cambio di direzione del motore può essere ottenuto innescando un altro set di tiristori La variazione della velocità del motore può essere ottenuta con un angolo di accensione ritardato di SCR.
La selezione della modalità e la selezione della velocità sono interruttori interfacciati con microcontrollore che utilizzano questi interruttori, è possibile selezionare la velocità e la rotazione.
Monofase - Convertitore CA / CA a tre gambe
L'elettronica di potenza è l'applicazione dell'elettronica per la conversione di potenza. Una sottocategoria di conversione di potenza è la conversione da CA a CA. Un controller di tensione da CA a CA è un convertitore che controlla la tensione, la corrente e la potenza media fornita a un carico CA da una sorgente CA. Esistono due tipi di controller di tensione CA, controller CA monofase e trifase.
Un convertitore CA / CA monofase è un convertitore che converte da una tensione di ingresso CA fissa in una tensione di uscita CA variabile con una frequenza desiderata. Sono utilizzati in circuiti pratici come circuiti dimmer della luce, controlli di velocità dei motori a induzione e controllo del motore di trazione ecc. Ci sono molte tecnologie esistenti nei convertitori CA / CA monofase che sono monofase: due gambe, tre gambe e quattro gambe. I convertitori monofase - a due e quattro gambe hanno alcuni demeriti come - hanno bisogno di un gran numero di dispositivi di alimentazione, grandi circuiti di controllo, più commutazione e le perdite sono ridotte solo della metà per controllare il 50% dell'uscita. Quindi, per superare questi demeriti presenti nei convertitori convenzionalmente usati, un approccio migliore è l'uso di un convertitore AC / AC monofase-tre.
Una singola fase: tre gambe sono composte da 3 gambe e 6 interruttori. Una gamba è comune sia per il lato griglia che per il lato carico. Una gamba esegue l'operazione di raddrizzatore e una rete esegue l'operazione di inverter. E in questo, usiamo Modulazione della larghezza di impulso (PWM) tecniche per il controllo dell'uscita del convertitore. Un convertitore monofase a tre gambe è mostrato nella figura seguente:
Durante il semiciclo positivo della tensione di alimentazione commuta Qg e Qa nelle condotte del raddrizzatore e otteniamo un'uscita raddrizzata attraverso il condensatore e per funzionamento con inverter oltre agli interruttori Qg e Qa ', viene attivato anche l'interruttore Ql nella gamba lato carico e otteniamo un'uscita CA attraverso il carico. Durante il semiciclo negativo, gli interruttori Qa e Qg 'nelle condutture laterali della rete implicano un'uscita rettificata e per l'operazione di inversione oltre agli interruttori Qa e Qg', viene attivato anche l'interruttore Ql 'e otteniamo un'uscita CA attraverso il carico. Utilizzando il metodo PWM, viene fornita all'inverter una tensione di ingresso cc fissa e si ottiene una tensione di uscita ca controllata regolando i periodi di accensione e spegnimento dei dispositivi inverter. Gli interruttori nel circuito del convertitore per ottenere il corretto funzionamento e anche per ridurre le armoniche. Variando il valore dell'indice di modulazione possiamo cambiare l'ampiezza dell'impulso secondo la nostra convenienza.
Vantaggi e applicazioni del convertitore a 3 gambe
- La tensione di uscita CC attraverso il condensatore è quasi raddoppiata rispetto al convertitore a quattro gambe.
- La potenza e la tensione del circuito possono essere migliorate.
- La stessa uscita può essere ottenuta con perdite e interruttori ridotti. Quindi l'efficienza e il fattore di potenza possono essere migliorati.
- Questo convertitore è utilizzato nei circuiti di alimentazione continua (UPS) e in elettronica di potenza per ottenere quattro operazioni di quadrante degli azionamenti.
