Οι μετατροπείς AC σε AC χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή των κυματομορφών AC με μια συγκεκριμένη συχνότητα και μεγέθους σε κυματομορφή AC με άλλη συχνότητα σε άλλο μέγεθος. Αυτή η μετατροπή απαιτείται κυρίως σε περίπτωση ελέγχου ταχύτητας μηχανημάτων, για εφαρμογές χαμηλής συχνότητας και μεταβλητού μεγέθους τάσης. Γνωρίζουμε ότι υπάρχουν διαφορετικοί τύποι φορτίων που λειτουργούν με διαφορετικούς τύπους φορτίων τροφοδοτικά όπως μονοφασική, τριφασική τροφοδοσία, και οι προμήθειες μπορούν να διαφοροποιηθούν με βάση την τάση και το εύρος συχνοτήτων επίσης.
AC to AC Converter
Τι είναι ο μετατροπέας AC σε AC;
Χρειαζόμαστε μια συγκεκριμένη τάση και συγκεκριμένη συχνότητα για τη λειτουργία ορισμένων ειδικών συσκευών ή μηχανών. Για έλεγχος ταχύτητας των επαγωγικών κινητήρων , Οι μετατροπείς AC σε AC (Cycloconverters) χρησιμοποιούνται κυρίως. Για την απόκτηση ενός επιθυμητού τροφοδοτικού εναλλασσόμενου ρεύματος από την πραγματική τροφοδοσία, χρειαζόμαστε μερικούς μετατροπείς που ονομάζονται μετατροπείς AC σε AC.
Τύποι μετατροπέων AC σε AC
Οι μετατροπείς AC σε AC μπορούν να ταξινομηθούν σε διαφορετικούς τύπους:
- Μετατροπείς Cycl
- Μετατροπείς AC σε AC με σύνδεση DC
- Μετατροπείς Matrix
- Μετατροπείς υβριδικών πινάκων
1. Κυκλομετατροπείς
Κυκλομετατροπείς καλούνται κυρίως ως μετατροπείς συχνότητας που μετατρέπουν την ισχύ εναλλασσόμενου ρεύματος με μία συχνότητα εισόδου σε ισχύ εναλλασσόμενου ρεύματος με διαφορετική συχνότητα εξόδου και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την αλλαγή του μεγέθους της ισχύος εναλλασσόμενου ρεύματος. Προτιμώνται οι μετατροπείς κύκλου για την αποφυγή συνδέσμων DC και την αποφυγή πολλών σταδίων, όπως AC σε DC σε AC, που δεν είναι οικονομικό και προκαλεί περισσότερες απώλειες. Το κόστος του συνδέσμου DC που απαιτείται θα ποικίλλει ανάλογα με τις βαθμολογίες της τροφοδοτικής ισχύος που χρησιμοποιείται.
Κυκλομετατροπείς
Το παραπάνω σχήμα δείχνει την αρχή λειτουργίας ενός κυκλοτροπέα όπου η συχνότητα εισόδου κύματος άλλαξε αλλάζοντας τη γωνία πυροδότησης που εφαρμόζεται στους θυρίστορ. Αλλάζοντας τα θετικά και αρνητικά θυρίστορα άκρων, μπορούμε να έχουμε μεταβλητή συχνότητα εξόδου που μπορεί να είναι συχνότητα αύξησης ή μείωσης σε σύγκριση με τη συχνότητα εισόδου.
Οι μετατροπείς κυκλωμάτων ταξινομούνται σε διαφορετικούς τύπους βάσει διαφορετικών κριτηρίων
Οι κύκλοι μετατροπής αποτελούνται από δύο άκρα, δηλαδή το θετικό άκρο ονομάζεται επίσης θετικός μετατροπέας και το αρνητικό άκρο ονομάζεται επίσης αρνητικός μετατροπέας. Το Positivelimb λειτουργεί κατά τη διάρκεια του θετικού μισού κύκλου και το αρνητικό άκρο λειτουργεί κατά τη διάρκεια του αρνητικού μισού κύκλου.
Ταξινόμηση των Κυκλομετατροπέων με βάση τον Τρόπο Λειτουργίας:
Κυκλομετατροπείς λειτουργίας αποκλεισμού
Αυτοί οι Κυκλοκομετατροπείς δεν χρειάζονται περιοριστικό αντιδραστήρα, καθώς σε αυτή τη λειτουργία μόνο ένα άκρο είτε θετικό είτε αρνητικό άκρο συμπεριφέρεται κάθε φορά και το άλλο άκρο είναι μπλοκαρισμένο. Ως εκ τούτου, αυτό ονομάζεται Κυκλομετατροπείς λειτουργίας αποκλεισμού.
Κυκλοκυκλοφόρος Λειτουργίας Κυκλοφορίας
Αυτοί οι Κυκλοκομετατροπείς χρειάζονται περιοριστικό αντιδραστήρα τόσο ως προς το θετικό άκρο όσο και με το αρνητικό άκρο σε μια φορά, και ως εκ τούτου ένας αντιδραστήρας τοποθετείται για να περιορίσει το κυκλοφορούν ρεύμα. Καθώς και τα δύο άκρα δρουν ταυτόχρονα, θα υπάρχει κυκλοφορικό ρεύμα στο σύστημα, και ως εκ τούτου, ονομάζεται κυκλοκυκλοφόρος Λειτουργίας κυκλοφορίας ρεύματος.
Ταξινόμηση των Κυκλομετατροπέων με βάση τον αριθμό των φάσεων τάσης εξόδου
Μονοφασικοί Κυκλοτροπείς
Αυτά ταξινομούνται και πάλι σε δύο τύπους με βάση τον αριθμό των φάσεων εισαγωγής.
Μετατροπέας 1-Ø σε 1- yl Cylco
Μετατροπέας 1-Ø σε 1- yl Cylco
Αυτός ο Cycloconverter μετατρέπει τη μονοφασική κυματομορφή AC με συχνότητα εισόδου και μέγεθος t σε κυματομορφή AC εξόδου με διαφορετικό μέγεθος και συχνότητα.
Κύκλος μετατροπέας φάσης 3-1 έως 1- Ø
Αυτός ο Cycloconverter διαθέτει τριφασική παροχή AC με συχνότητα και μέγεθος εισόδου και παράγει έξοδο ως μονοφασική κυματομορφή AC με διαφορετική συχνότητα ή μέγεθος εξόδου.
Κύκλος μετατροπής 3 φάσεων έως 1 φάσης
Κύκλος μετατροπέας φάσης 3-ase έως 3- Ø
Κύκλος μετατροπέας φάσης 3-ase έως 3- Ø
Αυτός ο Cycloconverter έχει τριφασική τροφοδοσία AC με συχνότητα εισόδου και μέγεθος και παράγει έξοδο ως τριφασική AC κυματομορφή με διαφορετική συχνότητα ή μέγεθος εξόδου.
Ταξινόμηση των Κυκλομετατροπέων με βάση τη γωνία πυροδότησης θετικών και αρνητικών άκρων
Κύκλοι μετατροπείς φακέλων
Σε αυτόν τον τύπο Κυκλομετατροπέων, η γωνία πυροδότησης είναι σταθερή τόσο για τους θετικούς όσο και για τους αρνητικούς μισούς κύκλους κατά τη διάρκεια του θετικού μισού κύκλου. Για έναν θετικό μετατροπέα, η γωνία πυροδότησης ρυθμίζεται σε α = 0 ° και κατά τη διάρκεια του αρνητικού μισού κύκλου, η γωνία πυροδότησης ορίζεται σε α = 180 °.
Ομοίως, για έναν αρνητικό μετατροπέα, η γωνία πυροδότησης ρυθμίζεται σε α = 180 °, κατά τη διάρκεια του θετικού μισού κύκλου και κατά τη διάρκεια του αρνητικού μισού κύκλου, η γωνία πυροδότησης ρυθμίζεται σε α = 0 °.
Κύκλοι μετατροπείς ελεγχόμενης φάσης
Χρησιμοποιώντας αυτόν τον τύπο Κυκλομετατροπέων, μπορούμε να αλλάξουμε το μέγεθος της τάσης εξόδου εκτός από τη συχνότητα της εξόδου. Και τα δύο μπορούν να μεταβληθούν μεταβάλλοντας τη γωνία πυροδότησης του μετατροπέα.
Κύκλοι μετατροπείς ελεγχόμενης φάσης
2. Μετατροπείς AC σε AC με σύνδεση DC
Οι μετατροπείς AC σε AC με σύνδεση DC γενικά αποτελούνται από ανορθωτή, σύνδεσμο DC και μετατροπέα, όπως σε αυτήν τη διαδικασία Το AC μετατρέπεται σε DC χρησιμοποιώντας τον ανορθωτή . Αφού μετατραπεί σε DC, ο σύνδεσμος DC χρησιμοποιείται για την αποθήκευση ισχύος DC και, στη συνέχεια, μετατρέπεται σε AC χρησιμοποιώντας τον μετατροπέα. Το κύκλωμα μετατροπέα AC σε AC με σύνδεση DC εμφανίζεται στην εικόνα.
Οι μετατροπείς AC σε AC με σύνδεση DC ταξινομούνται σε δύο τύπους:
Μετατροπέας ρεύματος πηγής
Σε αυτόν τον τύπο μετατροπέα, ένας ή δύο επαγωγείς σειράς χρησιμοποιούνται μεταξύ ενός ή και των δύο άκρων της σύνδεσης μεταξύ του ανορθωτή και του μετατροπέα. Ο ανορθωτής που χρησιμοποιείται εδώ είναι μια συσκευή εναλλαγής φάσης όπως το Thyristor Bridge.
Μετατροπέας ρεύματος πηγής
Μετατροπέας πηγής τάσης
Σε αυτόν τον τύπο μετατροπέα, η σύνδεση DC αποτελείται από έναν πυκνωτή διακλάδωσης και ο ανορθωτής αποτελείται από μια γέφυρα διόδων. Οι γέφυρες διόδων προτιμώνται για το χαμηλό φορτίο, καθώς η παραμόρφωση γραμμής AC και ο συντελεστής χαμηλής ισχύος που προκαλείται από τη γέφυρα διόδων είναι μικρότερες από τη γέφυρα Thyristor.
Ωστόσο, οι μετατροπείς AC σε AC με σύνδεση DC δεν συνιστάται για αξιολογήσεις υψηλής ισχύος ως σύνδεση DC παθητικό συστατικό η απαιτούμενη χωρητικότητα αυξάνεται με την αύξηση της ισχύος. Για την αποθήκευση υψηλής ισχύος, χρειαζόμαστε ογκώδη παθητικά εξαρτήματα υψηλής αποθήκευσης DC τα οποία δεν είναι οικονομικά και αποδοτικά καθώς οι απώλειες αυξάνονται επίσης για τη μετατροπή AC σε DC και DC σε AC διαδικασία.
Μετατροπέας πηγής τάσης
3. Μετατροπείς Matrix
Οι μετατροπείς Matrix χρησιμοποιούνται για απευθείας μετατροπή AC σε AC χωρίς χρήση συνδέσμου DC για αύξηση της αξιοπιστίας και της αποτελεσματικότητας του συστήματος μειώνοντας το κόστος και τις απώλειες του στοιχείου αποθήκευσης DC-link.
Ο μετατροπέας Matrix αποτελείται από αμφίδρομους διακόπτες που ουσιαστικά δεν υπάρχουν επί του παρόντος, αλλά μπορούν να πραγματοποιηθούν με τη χρήση των IGBT και αυτοί είναι ικανοί να διεξάγουν ρεύμα και μπλοκάρισμα τάσης και των δύο πόλων.
Μετατροπείς Matrix
Οι μετατροπείς Matrix ταξινομούνται και πάλι σε διαφορετικούς τύπους με βάση τον αριθμό των συστατικών που χρησιμοποιούνται.
Μετατροπέας Sparse Matrix
Η λειτουργία ενός μετατροπέα αραιής μήτρας είναι ίδια με τον μετατροπέα άμεσης μήτρας, αλλά εδώ ο αριθμός των απαιτούμενων διακοπτών είναι μικρότερος από τον μετατροπέα άμεσης μήτρας, και έτσι η αξιοπιστία του συστήματος μπορεί να βελτιωθεί μειώνοντας την πολυπλοκότητα ελέγχου.
Απαιτούνται 18 δίοδοι, 15 τρανζίστορ και 7 μεμονωμένες δυνατότητες οδήγησης για μετατροπέα αραιής μήτρας.
Μετατροπέας πολύ αραιής μήτρας
Ο αριθμός των διόδων αυξάνεται με τον μειωμένο αριθμό τρανζίστορ σε σύγκριση με τον μετατροπέα αραιής μήτρας, και έτσι, λόγω περισσότερου αριθμού διόδων, οι απώλειες αγωγιμότητας είναι υψηλές. Η λειτουργία του μετατροπέα πολύ αραιής μήτρας είναι παρόμοια με τον μετατροπέα αραιής / άμεσης μήτρας.
Απαιτούνται 30 δίοδοι, 12 τρανζίστορ και 10 απομονωμένες δυνατότητες προγράμματος οδήγησης για έναν πολύ αραιό μετατροπέα μήτρας.
Μετατροπέας Ultra Sparse Matrix
Αυτά χρησιμοποιούνται για κινήσεις μεταβλητής ταχύτητας χαμηλής δυναμικής, καθώς το στάδιο εισόδου αυτού του μετατροπέα είναι μονοκατευθυντικό και λόγω αυτού, υπάρχει μια αποδεκτή μετατόπιση φάσης μεταξύ του βασικού ρεύματος εισόδου και της τάσης εισόδου. Παρομοίως, για μια τάση εξόδου το θεμελιώδες ρεύμα και το ρεύμα εξόδου είναι 30 °, και ως εκ τούτου χρησιμοποιούνται κυρίως για μονάδες PSM με χαμηλή δυναμική.
Απαιτούνται 12 δίοδοι, 9 τρανζίστορ και 7 απομονωμένες δυνατότητες οδηγού για μετατροπέα εξαιρετικά αραιής μήτρας.
Μετατροπέας υβριδικού Matrix
Οι μετατροπείς matrix που μετατρέπουν AC / DC / AC ονομάζονται ως Μετατροπείς υβριδικής μήτρας , και παρόμοιοι με τους μετατροπείς μήτρας, αυτοί οι υβριδικοί μετατροπείς δεν χρησιμοποιούν επίσης κανένα πυκνωτή ή επαγωγέα ή σύνδεση DC.
Αυτά κατατάσσονται και πάλι σε δύο τύπους με βάση τον αριθμό των σταδίων που κάνουν για μετατροπή, εάν η τάση και το ρεύμα και οι δύο μετατραπούν σε ένα μόνο στάδιο, τότε αυτός ο μετατροπέας μπορεί να ονομαστεί ως Hybrid Direct Matrix Converter.
Εάν η τάση και το ρεύμα μετατρέπονται σε δύο διαφορετικά στάδια, τότε αυτός ο μετατροπέας μπορεί να ονομαστεί Hybrid Indirect Matrix Converter.
Παράδειγμα:
Cycloconverter χρησιμοποιώντας Thyristors
Το έργο cycloconverter αφορά τον έλεγχο ταχύτητας ενός μονοφασικού επαγωγικού κινητήρα χρησιμοποιώντας την τεχνική Cycloconverter με θυρίστορ. Οι επαγωγικοί κινητήρες είναι μηχανήματα σταθερής ταχύτητας που χρησιμοποιούνται συχνά σε πολλές οικιακές συσκευές όπως πλυντήρια, αντλίες νερού και ηλεκτρικές σκούπες.
Το κύκλωμα αποτελείται από ένα σύστημα τροφοδοσίας (με μετασχηματιστή, ανορθωτή και ρυθμιστή για τη μετατροπή AC σε DC) είναι συνδεδεμένο με τον μικροελεγκτή και η τροφοδοσία AC διατηρείται στον κυκλοτροπέα. Ο μικροελεγκτής συνδέεται με οπτοαπομονωτή και επιλογή τρόπου λειτουργίας. Ο κύκλος μετατροπέα συνδέεται με τον κινητήρα.
Cycloconverter Using Thyristors
Η ταχύτητα του κινητήρα επαγωγής μπορεί να ποικίλλει σε τρία στάδια όπως F, F / 2 και F / 3. Ο μικροελεγκτής συνδέεται με διακόπτες ολίσθησης και η κατάσταση αυτών των διακοπτών μπορεί να μεταβληθεί έτσι ώστε ο μικροελεγκτής να παρέχει τους κατάλληλους παλμούς ενεργοποίησης στη διπλή γέφυρα θυρίστορ Cycloconverter. Με τη διακύμανση των παλμών ενεργοποίησης, μπορεί να μεταβληθεί η συχνότητα της κυματομορφής εξόδου του Cycloconverter. Έτσι, μπορεί να επιτευχθεί ο έλεγχος ταχύτητας του μονοφασικού επαγωγικού κινητήρα.
Όλα αυτά αφορούν μερικούς από τους μετατροπείς AC σε AC μαζί με τη σύντομη συζήτηση και τις αρχές εργασίας τους. Αυτοί οι μετατροπείς βρίσκονται κυρίως σε εξοπλισμό μετατροπής υψηλής ισχύος που σχετίζεται με εφαρμογές ηλεκτρονικού ελέγχου ισχύος . Αν θέλετε περισσότερες πληροφορίες και πρακτική εφαρμογή αυτών των μετατροπέων, μπορείτε να μας γράψετε σχολιάζοντας παρακάτω.
Φωτογραφικές μονάδες:
- Μετατροπείς AC σε AC από siemens
- Κυκλομετατροπείς από λύσεις
- Κύκλοι μετατροπείς ελεγχόμενης φάσης από nctu
- Πηγή τάσης και τρέχων μετατροπέας πηγής από gecko-έρευνα
- Μετατροπείς Matrix από Γιασκάβα
- Κύκλος μετατροπέας 3-Ø έως 3--από λύσεις
- 1-Ø έως 1- Ø Cylcoconverter by αρχεία
- 3-Ø έως 1-Ø PhaseCycloconverter by
