Nelle applicazioni industriali, vengono utilizzate due forme di energia elettrica in corrente continua (CC) e corrente alternata (CA). La tensione costante e la corrente alternata costante sono direttamente disponibili. Tuttavia, per applicazioni diverse, sono necessarie forme diverse, tensioni diverse e / o correnti diverse. I convertitori sono necessari per ottenere forme diverse. Questi convertitori sono classificati come raddrizzatori, chopper, inverter e convertitori ciclo.
Un cicloconvertitore è un dispositivo che converte la potenza CA a una frequenza in potenza CA di una frequenza regolabile ma inferiore senza alcuna corrente continua, o CC, stadio intermedio. Allo stesso modo può essere riconosciuto come un caricatore di ricorrenza statica e contiene raddrizzatori regolati dal silicio. I ciclo-convertitori vengono utilizzati in azionamenti a frequenza variabile molto grandi con valori nominali da pochi megawatt fino a molte decine di megawatt.
Il principio del ciclo-convertitore è descritto di seguito utilizzando un ciclo-convertitore da monofase a monofase.
Di seguito è mostrato un cicloconvertitore di ingresso monofase (a) 50 Hz, (b) 25 Hz, (c) l'ingresso monofase da 12,5 Hz al cicloconvertitore di uscita monofase è mostrato di seguito.
Il raddrizzatore converte la tensione CA monofase o trifase in tensione CC variabile. I chopper convertono da tensione CC a tensione CC variabile. Gli inverter convertono da CC a CA monofase o trifase a frequenza variabile a grandezza variabile. I convertitori ciclici convertono da CA monofase o trifase a CA monofase o trifase a frequenza variabile a grandezza variabile. Un cicloconvertitore ha quattro tiristori divisi in un banco positivo e uno negativo di due tiristori ciascuno.
Schema di base del cicloconvertitore:
Il cicloconvertitore è collegato a un ingresso compreso tra 30 e 31 come mostrato di seguito. Il motore è collegato tra 25 e 26.
A seconda degli impulsi di attivazione inviati a un set di 8 SCR tra il loro gate e il catodo, otteniamo F o F / 2 o F / 3.
Cicloconvertitore
Tipi di cicloconvertitori:
Esistono principalmente due tipi di modalità di blocco dei convertitori ciclo e di modalità di circolazione. Quando la corrente di carico è positiva, il convertitore positivo fornisce la tensione richiesta e il convertitore negativo è bloccato. Supponiamo che se la corrente di carico è negativa, il convertitore negativo fornisce la tensione e il convertitore positivo è bloccato. Questa operazione viene chiamata operazione in modalità blocco. I convertitori ciclo che utilizzano questo metodo sono chiamati convertitori ciclo in modalità blocco.
Casualmente, se entrambi i convertitori sono abilitati, l'alimentazione verrà cortocircuitata. Per evitare ciò, è necessario collegare un reattore intergruppo (IGR) tra i convertitori. Se entrambi i convertitori sono abilitati, viene prodotta una corrente circolante. Questo è unidirezionale perché i tiristori consentono alla corrente di fluire in una sola direzione. I convertitori ciclo che utilizzano questo approccio sono chiamati convertitori di corrente circolante.
Cicloconvertitori in modalità blocco:
I convertitori ciclo in modalità di blocco non necessitano di alcun reattore intergruppo (IGR). Dipende dalla polarità, uno dei convertitori è abilitato. Il funzionamento in modalità di blocco presenta alcuni vantaggi e svantaggi rispetto al funzionamento in modalità di circolazione. Non hanno bisogno di reattori, quindi le dimensioni e il costo sono inferiori. Solo un convertitore è sempre in conduzione invece di due. Durante il tempo di ritardo la corrente rimane a zero distorcendo le forme d'onda di tensione e corrente. Questa distorsione significa schemi armonici complessi.
Cicloconvertitori correnti circolanti:
Entrambi i convertitori funzionano sempre in questo caso. Il grande svantaggio è che è necessario un IGR. Il numero di dispositivi che si collegano a questo è il doppio del cicloconvertitore di corrente di blocco.
Principi dei cicloconvertitori:
I principi di funzionamento dei convertitori ciclo possono essere classificati nei seguenti tre tipi in base al tipo di alimentazione CA in ingresso applicata al circuito.
Cicloconvertitore da monofase a monofase:
La comprensione dei principi di funzionamento dei convertitori ciclo dovrebbe iniziare con cicloconvertitore monofase a monofase. Questo convertitore ha la connessione back to back di due raddrizzatori a onda intera. Supponiamo che per ottenere un quarto della tensione di ingresso in uscita, per i primi due cicli di Vs il convertitore positivo funzioni fornendo corrente al carico e raddrizzi la tensione di ingresso. Nei due cicli successivi, il convertitore negativo funziona fornendo corrente nella direzione inversa. Quando uno dei convertitori è in funzione, l'altro viene disabilitato in modo che non ci sia corrente che circola tra i raddrizzatori. Nella figura sottostante Vs rappresenta la tensione di alimentazione in ingresso e Vo è la tensione di uscita richiesta che è un quarto della tensione di alimentazione.
Immagine per un quarto della tensione di ingresso in uscita utilizzando un cicloconvertitore da 1 fase a 1 fase
Cicloconvertitori da trifase a monofase:
Come i convertitori precedenti, il cicloconvertitore da trifase a monofase applica una tensione raddrizzata al carico. I cicloconvertitori positivi forniranno solo corrente positiva mentre i convertitori negativi forniranno solo corrente negativa. I convertitori ciclo possono funzionare in quattro quadranti come modalità di rettifica (+ v, + i), (+ v, -i) e modalità di inversione (-v, + i), (-v, -i). La polarità della corrente determina se il convertitore positivo o negativo deve fornire alimentazione al carico. Quando si verifica un cambio di polarità della corrente, il convertitore che aveva precedentemente fornito corrente viene disabilitato e l'altro viene abilitato. Durante l'inversione di polarità della corrente, la tensione media fornita da entrambi i convertitori dovrebbe essere uguale.
Cicloconvertitore da trifase a trifase:
Sono disponibili due configurazioni di base per i convertitori ciclo trifase come delta e wye. Se le uscite del convertitore di cui sopra sono collegate a stella o triangolo e se le tensioni di uscita sono sfasate di 120º, il convertitore risultante è trifase rispetto al convertitore trifase. I convertitori trifase sono utilizzati principalmente nei sistemi di azionamento di macchine che eseguono macchine sincrone trifase e macchine a induzione.
Applicazioni dei Cicloconvertitori:
I cicloconvertitori possono produrre tensioni di uscita ricche di armoniche. Quando i convertitori ciclo vengono utilizzati per una macchina CA in funzione, l'induttanza di dispersione della macchina filtra la maggior parte delle armoniche ad alta frequenza e riduce la tensione delle armoniche di ordine inferiore.
Controllo della velocità del motore a induzione monofase
I motori a induzione monofase sono ampiamente utilizzati in molte applicazioni. Il miglioramento delle sue prestazioni significa un grande risparmio nel consumo di energia elettrica. Un regolatore di velocità basato su cicloconvertitore è proposto.
Controllo della velocità del motore a induzione monofase
Lo schema circuitale sopra può essere utilizzato per controllare la velocità di un motore a induzione monofase in tre fasi utilizzando convertitori ciclo e tiristori. Il circuito utilizza un cicloconvertitore controllato a tiristori che consente il controllo della velocità in fasi di un motore a induzione. Per la serie 8051 di microcontrollori, viene fornita una coppia di interruttori a scorrimento per selezionare l'intervallo di velocità richiesto per il funzionamento del motore a induzione. Questi interruttori si interfacciano con il microcontrollore per fornire gli impulsi per attivare gli SCR in a doppio ponte . In questo modo la velocità del motore può essere raggiunta in tre fasi.
Alcune altre applicazioni in cui possono essere utilizzati i Cicloconvertitori sono azionamenti per mulini per cemento, azionamenti per propulsione navale, laminatoi e avvolgitori per miniere, lavatrici, pompe dell'acqua e utilizzati anche nelle industrie. Se ulteriori domande su questo argomento o sui componenti elettrici e progetti elettronici lascia la sezione commenti qui sotto.
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- Cycloconverter di wikimedia
