Els convertidors de CA a CA s’utilitzen per convertir les formes d’ona de CA amb una freqüència i magnitud particulars a forma d’ona de CA amb una altra freqüència a una altra magnitud. Aquesta conversió es requereix principalment en cas de control de velocitat de màquines, també per a aplicacions de baixa freqüència i magnitud de voltatge variable. Sabem que hi ha diferents tipus de càrregues que funcionen amb diferents tipus de càrregues fonts d'alimentació com el subministrament monofàsic, trifàsic, i els subministraments es poden diferenciar també en funció del voltatge i la freqüència.
Convertidor de CA a CA.
Què és el convertidor de CA a CA?
Per operar alguns dispositius o màquines especials, necessitem una tensió i una freqüència particulars. Per a control de velocitat de motors d’inducció , Convertidors de CA a CA (Cycloconverters) s’utilitzen majoritàriament. Per obtenir una font d'alimentació de CA desitjada a partir de la font d'alimentació real, necessitem alguns convertidors anomenats convertidors de CA a CA.
Tipus de convertidors de CA a CA
Els convertidors de CA a CA es poden classificar en diferents tipus:
- Convertidors Cycl
- Convertidors de CA a CA amb enllaç de CC
- Convertidors de matriu
- Convertidors de matriu híbrids
1. Cicloconvertidors
Cicloconvertidors es denominen majoritàriament canviadors de freqüència que converteixen la potència de CA amb una freqüència d’entrada a una de CA amb una freqüència de sortida diferent i que també es poden utilitzar per canviar la magnitud de la potència de CA. Els convertidors cicloconvertidors són preferits per evitar enllaços de CC i per evitar moltes etapes com AC a CC a AC, que no és econòmic i provoca més pèrdues. El cost de l'enllaç de corrent continu requerit variarà segons les qualificacions de l'alimentació que s'utilitzi.
Cicloconvertidors
La figura anterior mostra el principi de funcionament d'un cicloconvertidor en què la freqüència d'ona d'entrada va canviar canviant l'angle de tir aplicat als tiristor. En canviar els tiristors de les extremitats positius i negatius, podem obtenir una freqüència de sortida variable que pot ser freqüència de pujada o baixada en comparació amb la freqüència d’entrada.
Els cicloconvertidors es classifiquen en diferents tipus segons els diferents criteris
Els cicloconvertidors consten de dues extremitats, és a dir, membre positiu també anomenat convertidor positiu i membre negatiu també anomenat convertidor negatiu. La Positivelimb opera durant el mig cicle positiu i l’extremitat negativa durant el mig cicle negatiu.
Classificació dels cicloconvertidors segons el mode de funcionament:
Cicloconvertidors en mode de bloqueig
Aquests cicloconvertidors no necessiten cap reactor limitador, ja que en aquest mode només es condueix una extremitat positiva o negativa alhora i l’altra extremitat està bloquejada. Per tant, això s’anomena Cicloconvertidors en mode de bloqueig.
Cicloconvertidor en mode actual de circulació
Aquests cicloconvertidors necessiten un reactor limitant, ja que es condueixen alhora el membre positiu i el membre negatiu i, per tant, es col·loca un reactor per limitar el corrent de circulació. Com que les dues extremitats es dirigeixen al mateix temps, hi haurà un corrent circulant al sistema i, per tant, s’anomena cicloconvertidor en mode de corrent circulant.
Classificació dels cicloconvertidors segons el nombre de fases de tensió de sortida
Cicloconvertidors monofàsics
Aquests es classifiquen de nou en dos tipus segons el nombre de fases d’entrada.
Convertidor Cylco d'1-Ø a 1-Ø
Convertidor Cylco d'1-Ø a 1-Ø
Aquest cicloconvertidor converteix la forma d’ona CA monofàsica amb freqüència d’entrada i magnitud t a la forma d’ona CA de sortida amb una magnitud i freqüència diferents.
Cicloconvertidor de fase de 3 a 1 a Ø
Aquest cicloconvertidor té un subministrament de CA trifàsic amb una freqüència d’entrada i magnitud i produeix una sortida com una forma d’ona de CA monofàsica amb una freqüència o magnitud de sortida diferent.
Cicloconvertidor de fase de 3 a 1 fase
Cicloconvertidor de fase de 3-Ø a 3- Ø
Cicloconvertidor de fase de 3-Ø a 3- Ø
Aquest Cycloconverter té un subministrament de CA de tres fases amb freqüència i magnitud d’entrada i produeix la sortida com a forma d’ona de CA de tres fases amb una freqüència o magnitud de sortida diferent.
Classificació dels cicloconvertidors basada en l’angle de tir dels membres positius i negatius
Cicloconvertidors de sobre
En aquest tipus de cicloconvertidors, l’angle de cocció es fixa tant per als semicicles positius com per als negatius durant el semicicle positiu. Per a un convertidor positiu, l'angle de cocció s'estableix a α = 0 ° i, durant el mig cicle negatiu, l'angle de cocció s'estableix a α = 180 °.
De la mateixa manera, per a un convertidor negatiu, l'angle de cocció s'estableix a α = 180 °, durant el mig cicle positiu, i durant el mig cicle negatiu, l'angle de cocció s'estableix a α = 0 °.
Cicloconvertidors de fase controlats
Mitjançant l’ús d’aquest tipus de cicloconvertidors, podem canviar la magnitud del voltatge de sortida a més de la freqüència de sortida. Tots dos es poden variar variant l'angle de cocció del convertidor.
Cicloconvertidors de fase controlats
2. Convertidors de CA a CA amb un enllaç de CC
Els convertidors de CA a CA amb un enllaç de CC consisteixen generalment en un rectificador, un enllaç de CC i un inversor, com en aquest procés La CA es converteix en corrent continu mitjançant el rectificador . Després de convertir-se en corrent continu, l'enllaç de corrent continu s'utilitza per emmagatzemar corrent continu i, de nou, es converteix en corrent altern mitjançant l'ús del convertidor. A la figura es mostra el circuit convertidor de CA a CA amb un enllaç de CC.
Els convertidors de CA a CA amb un enllaç de CC es classifiquen en dos tipus:
Convertidor d’inversors de font de corrent
En aquest tipus d’inversors s’utilitzen un o dos inductors de la sèrie entre una o ambdues extremitats de la connexió entre el rectificador i l’inversor. El rectificador que s’utilitza aquí és un dispositiu de commutació de fase controlada com el pont Tiristor.
Convertidor d’inversors de font de corrent
Convertidor d’inversors de font de tensió
En aquest tipus de convertidors, l’enllaç de CC està format per un condensador de derivació i el rectificador consta d’un pont de díodes. Es prefereixen els ponts de díodes per a la baixa càrrega, ja que la distorsió de la línia de corrent altern i el baix factor de potència causat pel pont de díodes són menors que el pont de tiristor.
No obstant això, els convertidors de CA a CA amb un enllaç de CC no es recomanen per a potències elevades com l'enllaç de CC component passiu la capacitat necessària augmenta amb l'augment de la potència nominal. Per emmagatzemar una gran potència, necessitem components passius voluminosos d’emmagatzematge en CC que no siguin econòmics i eficients, ja que també augmenten les pèrdues per convertir el procés de CA a CC i CC a CA.
Convertidor d’inversors de font de tensió
3. Convertidors de matriu
Els convertidors matricials s’utilitzen per convertir CA a CA directament sense utilitzar cap enllaç de CC per augmentar la fiabilitat i eficiència del sistema reduint el cost i les pèrdues de l’element d’emmagatzematge de l’enllaç de CC.
El convertidor de matriu consisteix en interruptors bidireccionals que pràcticament no existeixen en l'actualitat, però que es poden realitzar utilitzant els IGBT, que són capaços de conduir el corrent i bloquejar la tensió de les dues polaritats.
Convertidors de matriu
Els convertidors de matriu es classifiquen de nou en diferents tipus segons el nombre de components utilitzats.
Convertidor de matriu dispersa
La funció d'un convertidor de matriu dispersa és idèntica al convertidor de matriu directa, però aquí el nombre d'interruptors requerits és inferior al convertidor de matriu directa i, per tant, es pot millorar la fiabilitat del sistema reduint la complexitat del control.
Es necessiten 18 díodes, 15 transistors i 7 potencials de controlador aïllats per al convertidor de matriu dispersa.
Convertidor de matriu molt escàs
El nombre de díodes s’incrementa amb la reducció del nombre de transistors en comparació amb el convertidor de matriu dispersa i, per tant, a causa d’un nombre més gran de díodes, les pèrdues per conducció són elevades. La funció del convertidor de matriu molt escassa és similar al convertidor de matriu escassa / directa.
Es necessiten 30 díodes, 12 transistors i 10 potencials de controlador aïllats per a un convertidor de matriu molt escàs.
Convertidor de matriu ultra dispers
S’utilitzen per a variadors de velocitat variable de baixa dinàmica, ja que l’etapa d’entrada d’aquest convertidor és unidireccional i, per això, hi ha un desplaçament de fase admissible entre el corrent d’entrada fonamental i el voltatge d’entrada. De la mateixa manera, per a una tensió de sortida fonamental i el corrent de sortida és de 30 ° i, per tant, s'utilitzen principalment per a unitats PSM de velocitat variable de baixa dinàmica.
Es necessiten 12 díodes, 9 transistors i 7 potencials de controlador aïllats per al convertidor de matriu ultra dispersa.
Convertidor de matriu híbrid
Els convertidors de matriu que converteixen AC / DC / AC s’anomenen Convertidors de matriu híbrids , i de manera similar als convertidors de matriu, aquests convertidors híbrids tampoc utilitzen cap condensador, inductor ni enllaç de CC.
Aquests es classifiquen de nou en dos tipus en funció del nombre d’etapes que prenen per a la conversió, si el voltatge i el corrent es converteixen en una sola etapa, es pot anomenar aquest convertidor com a convertidor de matriu directa híbrid.
Si el voltatge i el corrent es converteixen en dues etapes diferents, el convertidor es pot anomenar convertidor de matriu indirecta híbrida.
Exemple:
Cicloconvertidor que utilitza Tiristors
El projecte del cicloconvertidor tracta del control de velocitat d’un motor d’inducció monofàsic mitjançant l’ús de la tècnica del cicloconvertidor amb tiristors. Els motors d’inducció són màquines de velocitat constant que s’utilitzen amb freqüència en molts electrodomèstics, com ara rentadores, bombes d’aigua i aspiradores.
El circuit consisteix en un sistema d'alimentació (amb transformador, rectificador i regulador per convertir CA a CC) que està connectat al microcontrolador i que el subministrament de CA es manté al cicloconvertidor. El microcontrolador està connectat amb optoisolador i selecció de modes. El cicloconvertidor està connectat amb el motor.
Cicloconvertidor amb tiristors
La velocitat del motor d’inducció es pot variar en tres passos com F, F / 2 i F / 3. El microcontrolador està connectat amb commutadors corredissos i l'estat d'aquests commutadors es pot variar de manera que el microcontrolador lliurarà els polsos d'activació adequats al pont dual de tiristors Cycloconverter. Amb la variació dels polsos d’activació, es pot variar la freqüència de la forma d’ona de sortida de Cycloconverter. Així, es pot aconseguir el control de velocitat del motor d’inducció monofàsic.
Es tracta d’alguns convertidors de CA a CA, juntament amb els seus breus debats i principis de treball. Aquests convertidors es troben principalment en equips de conversió d'alta potència relacionats amb aplicacions de control electrònic de potència . Si voleu més informació i implementació pràctica d’aquests convertidors, ens podeu escriure comentant a continuació.
Crèdits fotogràfics:
- Convertidors de CA a CA per siemens
- Cicloconvertidors de pantechsolutions
- Cicloconvertidors de fase controlats per nctu
- Font de tensió i font de corrent Inversor per investigació de gecko
- Convertidors Matrix per yaskawa
- Cicloconvertidor de fase de 3-Ø a 3- Ø de pantechsolutions
- 1-Ø a 1- Ø Cylcoconverter per Fitxers
- 3-Ø a 1-ØPhaseCycloconverter per
