I convertitori da CA a CA vengono utilizzati per convertire le forme d'onda CA con una particolare frequenza e ampiezza in forme d'onda CA con un'altra frequenza di un'altra ampiezza. Questa conversione è richiesta principalmente in caso di controllo della velocità delle macchine, anche per applicazioni a bassa frequenza e tensione variabile. Sappiamo che esistono diversi tipi di carichi che funzionano con diversi tipi di riserve energetiche come l'alimentazione monofase, trifase, e le alimentazioni possono essere differenziate anche in base alla gamma di tensione e frequenza.
Convertitore da CA a CA.
Cos'è il convertitore da CA a CA?
Abbiamo bisogno di una tensione e di una frequenza particolari per il funzionamento di alcuni dispositivi o macchine speciali. Per controllo della velocità dei motori a induzione , I convertitori da CA a CA (cicloconvertitori) vengono utilizzati principalmente. Per ottenere l'alimentazione CA desiderata dall'alimentatore effettivo, abbiamo bisogno di alcuni convertitori chiamati convertitori CA in CA.
Tipi di convertitori da CA a CA.
I convertitori AC / AC possono essere classificati in diversi tipi:
- Convertitori Cycl
- Convertitori da CA a CA con collegamento CC
- Convertitori di matrici
- Convertitori a matrice ibrida
1. Cicloconvertitori
Cicloconvertitori sono principalmente chiamati come variatori di frequenza che convertono la potenza CA con una frequenza di ingresso in alimentazione CA con una frequenza di uscita diversa e possono essere utilizzati anche per modificare l'ampiezza della potenza CA. I cicloconvertitori sono preferiti per evitare i collegamenti CC e per evitare molti stadi come da CA a CC a CA che non è economico e causa più perdite. Il costo del collegamento CC richiesto varierà in base ai valori nominali dell'alimentazione utilizzata.
Cicloconvertitori
La figura sopra mostra il principio di funzionamento di un cicloconvertitore in cui la frequenza dell'onda in ingresso cambiava variando l'angolo di accensione applicato ai tiristori. Commutando i tiristori del ramo positivo e negativo, possiamo ottenere una frequenza di uscita variabile che può essere una frequenza di incremento o decremento rispetto alla frequenza di ingresso.
I cicloconvertitori sono classificati in diversi tipi in base a criteri diversi
I cicloconvertitori sono costituiti da due arti, vale a dire arto positivo chiamato anche convertitore positivo e arto negativo chiamato anche convertitore negativo. Il Positivelimb opera durante il semiciclo positivo e l'arto negativo durante il semiciclo negativo.
Classificazione dei cicloconvertitori in base alla modalità di funzionamento:
Blocking Mode Cycloconvertters
Questi Cicloconvertitori non necessitano di alcun reattore limitatore poiché in questa modalità solo un arto, positivo o negativo, conduce alla volta e l'altro è bloccato. Quindi, questo è chiamato come Blocking Mode Cycloconverters.
Cicloconvertitore in modalità corrente circolante
Questi Cicloconvertitori necessitano di un reattore limitatore in quanto sia il ramo positivo che quello negativo conducono contemporaneamente, e quindi viene posizionato un reattore per limitare la corrente circolante. Poiché entrambi gli arti conducono contemporaneamente, ci sarà una corrente circolante nel sistema e, quindi, è chiamato cicloconvertitore in modalità corrente di circolazione.
Classificazione dei cicloconvertitori in base al numero di fasi della tensione di uscita
Cicloconvertitori monofase
Questi sono nuovamente classificati in due tipi in base al numero di fasi di input.
Convertitore Cylco da 1 Ø a 1 Ø
Convertitore Cylco da 1 Ø a 1 Ø
Questo cicloconvertitore converte la forma d'onda CA monofase con frequenza di ingresso et ampiezza t in forma d'onda CA in uscita con intensità e frequenza diverse.
Cicloconvertitore di fase da 3 Ø a 1 Ø
Questo cicloconvertitore ha un'alimentazione CA trifase con frequenza e ampiezza di ingresso e produce un'uscita come forma d'onda CA monofase con una frequenza o ampiezza di uscita diversa.
Cicloconvertitore trifase a fase monofase
Cicloconvertitore di fase da 3 Ø a 3 Ø
Cicloconvertitore di fase da 3 Ø a 3 Ø
Questo cicloconvertitore ha un'alimentazione CA trifase con frequenza e ampiezza di ingresso e produce l'uscita come forma d'onda CA trifase con una frequenza o ampiezza di uscita diversa.
Classificazione dei cicloconvertitori in base all'angolo di accensione degli arti positivi e negativi
Cicloconvertitori a busta
In questo tipo di cicloconvertitori, l'angolo di accensione è fisso per entrambi i semicicli positivi e negativi durante il semiciclo positivo. Per un convertitore positivo, l'angolo di accensione è impostato su α = 0 ° e durante il semiciclo negativo, l'angolo di accensione è impostato su α = 180 °.
Allo stesso modo, per un convertitore negativo, l'angolo di accensione è impostato a α = 180 °, durante il semiciclo positivo e durante il semiciclo negativo, l'angolo di accensione è impostato a α = 0 °.
Cicloconvertitori a controllo di fase
Utilizzando questo tipo di cicloconvertitori, possiamo modificare l'ampiezza della tensione di uscita oltre alla frequenza dell'uscita. Entrambi possono essere variati variando l'angolo di accensione del convertitore.
Cicloconvertitori a controllo di fase
2. Convertitori da CA a CA con un collegamento CC
I convertitori da CA a CA con un collegamento CC generalmente sono costituiti da un raddrizzatore, un collegamento CC e un inverter, poiché in questo processo il La CA viene convertita in CC utilizzando il raddrizzatore . Dopo essere stato convertito in CC, il collegamento CC viene utilizzato per immagazzinare l'alimentazione CC, quindi viene nuovamente convertito in CA utilizzando l'inverter. Il circuito del convertitore da CA a CA con un collegamento CC è mostrato nella figura.
I convertitori da CA a CA con un collegamento CC sono classificati in due tipi:
Convertitore inverter sorgente di corrente
In questo tipo di inverter vengono utilizzati uno o due induttori in serie tra uno o entrambi i lembi del collegamento tra il raddrizzatore e l'inverter. Il raddrizzatore utilizzato qui è un dispositivo di commutazione a controllo di fase come il ponte a tiristori.
Convertitore inverter sorgente di corrente
Convertitore inverter sorgente di tensione
In questo tipo di convertitore, il collegamento CC è costituito da un condensatore di derivazione e il raddrizzatore è costituito da un ponte a diodi. I ponti a diodi sono preferiti per il basso carico poiché la distorsione della linea CA e il basso fattore di potenza causati dal ponte a diodi sono inferiori rispetto al ponte a tiristori.
Tuttavia, i convertitori da CA a CA con collegamento CC non sono consigliati per potenze elevate come collegamento CC componente passiva la capacità richiesta aumenta con l'aumento della potenza nominale. Per immagazzinare una potenza elevata, abbiamo bisogno di componenti passivi voluminosi e voluminosi che non siano economici ed efficienti poiché le perdite aumentano anche per la conversione del processo da CA a CC e da CC a CA.
Convertitore inverter sorgente di tensione
3. Convertitori di matrici
I convertitori a matrice vengono utilizzati per convertire direttamente CA in CA senza utilizzare alcun collegamento CC per aumentare l'affidabilità e l'efficienza del sistema riducendo il costo e le perdite dell'elemento di memorizzazione del collegamento CC.
Il convertitore a matrice è costituito dagli interruttori bidirezionali che attualmente non esistono praticamente ma possono essere realizzati utilizzando gli IGBT, e questi sono in grado di condurre corrente e tensione di blocco di entrambe le polarità.
Convertitori di matrici
I convertitori di matrici sono nuovamente classificati in diversi tipi in base al numero di componenti utilizzati.
Convertitore a matrice sparsa
La funzione di un convertitore a matrice sparsa è identica al convertitore a matrice diretta, ma qui il numero di interruttori richiesti è inferiore al convertitore a matrice diretta, e quindi l'affidabilità del sistema può essere migliorata riducendo la complessità del controllo.
Per il convertitore a matrice sparsa sono necessari 18 diodi, 15 transistor e 7 potenziali driver isolati.
Convertitore a matrice molto scarso
Il numero di diodi aumenta con il numero ridotto di transistor rispetto al convertitore a matrice sparsa, e quindi, a causa del maggior numero di diodi, le perdite di conduzione sono elevate. La funzione del convertitore a matrice molto sparsa è simile al convertitore a matrice sparsa / diretta.
30 diodi, 12 transistor e 10 potenziali driver isolati sono necessari per un convertitore a matrice molto sparse.
Convertitore a matrice ultra sottile
Questi sono utilizzati per azionamenti a velocità variabile di bassa dinamica poiché lo stadio di ingresso di questo convertitore è unidirezionale e, a causa di ciò, vi è uno sfasamento ammissibile tra la fondamentale della corrente di ingresso e la tensione di ingresso. Allo stesso modo, per una tensione fondamentale di uscita e la corrente di uscita è di 30 °, e quindi questi sono usati principalmente per azionamenti PSM a velocità variabile di bassa dinamica.
12 diodi, 9 transistor e 7 potenziali driver isolati sono necessari per il convertitore a matrice ultra sparsa.
Convertitore a matrice ibrida
I convertitori di matrici che convertono AC / DC / AC sono chiamati Convertitori a matrice ibrida e simili ai convertitori a matrice, anche questi convertitori ibridi non utilizzano condensatori, induttori o collegamenti CC.
Questi sono nuovamente classificati in due tipi in base al numero di stadi che impiegano per la conversione, se la tensione e la corrente vengono entrambe convertite in un unico stadio, quel convertitore può essere chiamato convertitore ibrido a matrice diretta.
Se la tensione e la corrente vengono convertite in due fasi diverse, quel convertitore può essere chiamato convertitore ibrido a matrice indiretta.
Esempio:
Cicloconvertitore utilizzando tiristori
Il progetto del cicloconverter riguarda il controllo della velocità di un motore monofase a induzione utilizzando la tecnica del cicloconvertitore con tiristori. I motori a induzione sono macchine a velocità costante che vengono frequentemente utilizzate in molti elettrodomestici come lavatrici, pompe dell'acqua e aspirapolvere.
Il circuito è costituito da un sistema di alimentazione (con trasformatore, raddrizzatore e regolatore per convertire CA in CC) è collegato al microcontrollore e l'alimentazione CA viene mantenuta al cicloconvertitore. Il microcontrollore è collegato all'optoisolatore e alla selezione della modalità. Il cicloconvertitore è collegato al motore.
Cicloconvertitore utilizzando tiristori
La velocità del motore a induzione può essere variata in tre fasi come F, F / 2 e F / 3. Il microcontrollore è collegato con interruttori a scorrimento e lo stato di questi interruttori può essere variato in modo tale che il microcontrollore fornisca gli impulsi di attivazione appropriati al doppio ponte dei tiristori del cicloconvertitore. Con la variazione degli impulsi di attivazione, la frequenza della forma d'onda di uscita del Cycloconverter può essere variata. Pertanto, è possibile ottenere il controllo della velocità del motore a induzione monofase.
Si tratta di alcuni convertitori da CA a CA insieme alla loro breve discussione e ai principi di funzionamento. Questi convertitori si trovano principalmente in apparecchiature di conversione ad alta potenza relative a applicazioni di controllo elettronico di potenza . Se desideri ulteriori informazioni e l'implementazione pratica di questi convertitori, puoi scriverci commentando di seguito.
Crediti fotografici:
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