Převodníky střídavého proudu na střídavý proud se používají pro převod střídavých průběhů s jednou konkrétní frekvencí a velikosti na střídavý průběh s jinou frekvencí při jiné velikosti. Tato konverze je nutná hlavně v případě řízení rychlosti strojů, také pro aplikace s nízkou frekvencí a proměnným napětím. Víme, že existují různé typy zátěží, které fungují s různými typy zásoby energie jako jednofázové, třífázové napájení a zdroje lze rozlišit také na základě napěťového a frekvenčního rozsahu.
Převodník AC na AC
Co je převodník AC na AC?
Pro provoz některých speciálních zařízení nebo strojů vyžadujeme určité napětí a konkrétní frekvenci. Pro regulace otáček indukčních motorů Převážně se používají převodníky AC na AC (Cycloconverters). Pro získání požadovaného zdroje střídavého proudu ze skutečného zdroje napájení potřebujeme některé převaděče, které se nazývají převaděče střídavého proudu na střídavý proud.
Typy střídačů AC na AC
Převodníky AC na AC lze rozdělit do různých typů:
- Cyklické převaděče
- Převodníky AC na AC se stejnosměrným propojením
- Maticové převaděče
- Hybridní maticové převaděče
1. Cyklokonvertory
Cyklokonvertory se většinou nazývají frekvenční měniče, které převádějí střídavý proud s jednou vstupní frekvencí na střídavý proud s jinou výstupní frekvencí a lze je také použít ke změně velikosti střídavého proudu. Cyklokonvertory jsou upřednostňovány, aby se zabránilo stejnosměrným spojům a aby se zabránilo mnoha fázím, jako je střídání střídavým proudem se stejnosměrným proudem, které není ekonomické a způsobuje větší ztráty. Cena požadovaného meziobvodu se bude lišit podle hodnocení použitého napájecího výkonu.
Cyklokonvertory
Výše uvedený obrázek ukazuje pracovní princip cyklokonvertoru, kde se frekvence vstupních vln změnila změnou úhlu zážehu aplikovaného na tyristory. Přepínáním tyristorů kladných a záporných končetin můžeme získat proměnnou výstupní frekvenci, kterou může být frekvence zesílení nebo zeslabení ve srovnání se vstupní frekvencí.
Cyklokonvertory jsou klasifikovány do různých typů na základě různých kritérií
Cyklokonvertory se skládají ze dvou končetin, jmenovitě Pozitivní končetiny nazývané také pozitivní převaděč a záporné končetiny nazývané také negativní převaděč. Positivelimb pracuje během kladného polovičního cyklu a záporná končetina pracuje během záporného polovičního cyklu.
Klasifikace cyklokonvertorů podle provozního režimu:
Cyklokonvertory v režimu blokování
Tyto cyklokonvertory nepotřebují žádný omezující reaktor, protože v tomto režimu vede pouze jedna končetina, buď pozitivní nebo negativní končetina, a druhá končetina je blokována. Proto se tomu říká Cyklokonvertory blokovacího režimu.
Cyklokonvertor v režimu cirkulujícího proudu
Tyto cyklonokonvertory potřebují omezující reaktor jako pozitivní končetinu i negativní končetinu, které se chovají současně, a proto je umístěn reaktor omezující cirkulující proud. Protože obě končetiny vedou současně, v systému bude cirkulační proud, a proto se mu říká cyklokonvertor v režimu cirkulujícího proudu.
Klasifikace cyklokonvertorů na základě počtu fází výstupního napětí
Jednofázové cyklokonvertory
Ty jsou opět rozděleny do dvou typů na základě počtu vstupních fází.
Převodník 1-Ø na 1- Ø Cylco
Převodník 1-Ø na 1- Ø Cylco
Tento cyklokonvertor převádí jednofázový střídavý průběh se vstupní frekvencí a velikostí t na výstupní střídavý průběh s jinou velikostí a frekvencí.
3-Ø až 1- Ø fázový cyklokonvertor
Tento cyklokonvertor má třífázové střídavé napájení se vstupní frekvencí a velikostí a produkuje výstup jako jednofázový střídavý průběh střídavého proudu s jinou výstupní frekvencí nebo velikostí.
3fázový až 1fázový fázový cyklokonvertor
3-Ø až 3-Ø fázový cyklokonvertor
3-Ø až 3-Ø fázový cyklokonvertor
Tento cyklokonvertor má třífázové střídavé napájení se vstupní frekvencí a velikostí a produkuje výstup ve formě třífázového střídavého průběhu s jinou výstupní frekvencí nebo velikostí.
Klasifikace cyklokonvertorů na základě úhlu střel pozitivních a negativních končetin
Cyklokonvertory obálek
U tohoto typu cyklokonvertorů je úhel střelby fixován jak pro pozitivní, tak pro negativní polocykly během kladného polocyklu. U kladného převodníku je úhel střelby nastaven na α = 0 ° a během záporného polovičního cyklu je úhel střelby nastaven na α = 180 °.
Podobně u záporného převodníku je úhel střelby nastaven na α = 180 °, během kladného polovičního cyklu a během záporného polovičního cyklu je úhel střelby nastaven na α = 0 °.
Fázově řízené cyklokonvertory
Použitím tohoto typu cyklokonvertorů můžeme kromě frekvence výstupu měnit i velikost výstupního napětí. Obojí lze měnit změnou úhlu střelby konvertoru.
Fázově řízené cyklokonvertory
2. Převodníky střídavého proudu na střídavý proud s meziobvodem
Převodníky střídavého proudu na střídavé se stejnosměrným meziobvodem se obecně skládají z usměrňovače, stejnosměrného meziobvodu a měniče, jako je tomu v tomto procesu AC se převádí na DC pomocí usměrňovače . Po převodu na stejnosměrný proud se meziobvod používá k ukládání stejnosměrného proudu a poté se pomocí měniče opět převádí na střídavý proud. Obvod střídače AC na AC s meziobvodem je zobrazen na obrázku.
Převodníky střídavého proudu na střídavé se stejnosměrným meziobvodem se dělí na dva typy:
Převaděč střídače proudu
U tohoto typu střídače se mezi jednou nebo oběma končetinami spojení mezi usměrňovačem a střídačem používají jedna nebo dvě série tlumivek. Usměrňovač, který se zde používá, je fázově řízené spínací zařízení, jako je tyristorový můstek.
Převaděč střídače proudu
Převaděč měniče zdroje napětí
U tohoto typu převaděče se stejnosměrná meziobvod skládá z bočníkového kondenzátoru a usměrňovač z diodového můstku. Diodové můstky jsou preferovány pro malé zatížení, protože zkreslení střídavého vedení a nízký účiník způsobený diodovým můstkem jsou menší než tyristorový můstek.
Převaděče střídavého proudu na střídavé se stejnosměrným meziobvodem se však nedoporučují pro výkonové třídy jako meziobvod pasivní složka požadovaná kapacita se zvyšuje se zvyšováním jmenovitého výkonu. Pro skladování vysokého výkonu potřebujeme velké DC velkoobjemové pasivní součásti, které nejsou hospodárné a efektivní, protože se také zvyšují ztráty při převodu procesu AC na DC a DC na AC.
Převaděč měniče zdroje napětí
3. Maticové převaděče
Maticové převodníky se používají k přímému převodu střídavého proudu na střídavý proud bez použití jakékoli meziobvodu pro zvýšení spolehlivosti a účinnosti systému snížením nákladů a ztrát úložného prvku stejnosměrného meziobvodu.
Maticový převodník se skládá z obousměrných přepínačů, které v současné době prakticky neexistují, ale lze je realizovat pomocí IGBT, které jsou schopné vést proud a blokovat napětí obou polarit.
Maticové převaděče
Maticové převaděče jsou opět klasifikovány do různých typů na základě počtu použitých komponent.
Převaděč řídkých matic
Funkce převaděče řídkých matic je identická s převodníkem přímých matic, ale zde je požadovaný počet přepínačů menší než u přímých převodníků matic, a tak lze zlepšit spolehlivost systému snížením složitosti řízení.
Pro převodník řídké matice je zapotřebí 18 diod, 15 tranzistorů a 7 izolovaných potenciálů budiče.
Převaděč velmi řídkých matic
Počet diod se zvyšuje se sníženým počtem tranzistorů ve srovnání s řídkým maticovým převodníkem, a proto jsou kvůli většímu počtu diod ztráty vodivosti vysoké. Funkce převaděče velmi řídké matice je podobná převaděči řídké / přímé matice.
Pro velmi řídký maticový převodník je zapotřebí 30 diod, 12 tranzistorů a 10 izolovaných potenciálů budiče.
Ultra Sparse Matrix Converter
Používají se pro frekvenční měniče s nízkou dynamikou, protože vstupní stupeň tohoto převodníku je jednosměrný a díky tomu je přípustný fázový posun mezi základním vstupním proudem a vstupním napětím. Podobně pro výstupní napětí je základní a výstupní proud 30 °, a proto se tyto hlavně používají pro PSM s proměnnou rychlostí a nízkou dynamikou.
U převaděče ultra řídké matice je vyžadováno 12 diod, 9 tranzistorů a 7 izolovaných potenciálů budiče.
Hybridní převodník matic
Maticové převodníky, které převádějí AC / DC / AC, jsou označovány jako Převaděče hybridní matice , a podobně jako u převaděčů matic, tyto hybridní převaděče také nepoužívají žádný kondenzátor nebo induktor nebo stejnosměrný spoj.
Ty jsou opět klasifikovány do dvou typů na základě počtu stupňů, které převádějí, pokud jsou napětí i proud oba převedeny v jednom stupni, lze tento převodník nazvat jako hybridní přímý maticový převodník.
Pokud se napětí a proud převádějí ve dvou různých stupních, lze tento převaděč nazývat Hybrid Indirect Matrix Converter.
Příklad:
Cyklokonvertor využívající tyristory
Projekt cyklokonvertoru se týká řízení otáček jednofázového indukčního motoru pomocí techniky Cycloconverter s tyristory. Indukční motory jsou stroje s konstantními otáčkami, které se často používají v mnoha domácích spotřebičích, jako jsou pračky, vodní čerpadla a vysavače.
Obvod se skládá z napájecího systému (s transformátorem, usměrňovačem a regulátorem pro převod střídavého proudu na stejnosměrný), který je připojen k mikrokontroléru a střídavý proud je udržován na cyklokonvertoru. Mikrokontrolér je spojen s optoizolátorem a výběrem režimu. Cyklokonvertor je spojen s motorem.
Cyklokonvertor využívající tyristory
Rychlost indukčního motoru lze měnit ve třech krocích jako F, F / 2 a F / 3. Mikrokontrolér je spojen s posuvnými spínači a stav těchto spínačů lze měnit tak, aby mikrokontrolér dodával příslušné spouštěcí impulsy do duálního můstku tyristorů Cycloconverter. Se změnou spouštěcích impulzů lze měnit frekvenci výstupního průběhu cyklonového převodníku. Lze tak dosáhnout regulace otáček jednofázového indukčního motoru.
Jedná se o některé z převodníků AC na AC spolu s jejich krátkou diskusí a pracovními zásadami. Tyto převaděče se většinou nacházejí ve vysoce výkonných zařízeních pro přeměnu souvisejících s výkonové elektronické řídicí aplikace . Pokud potřebujete další informace a praktickou implementaci těchto převaděčů, můžete nám napsat pomocí komentáře níže.
Fotografické kredity:
- Převodníky AC na AC podle siemens
- Cyklokonvertory podle pantechsolutions
- Fázově řízené cyklokonvertory podle nctu
- Zdroj napětí a proudový měnič podle gecko-výzkum
- Maticové převaděče podle yaskawa
- 3-Ø na 3- Ø fázový cyklokonvertor od pantechsolutions
- 1-Ø až 1- Ø Cylcoconverter od soubory
- 3-Ø na 1-ØPhaseCycloconverter od
