Convertidor dual: el propi nom indica que té dos convertidors. És un dispositiu elèctric que es troba principalment en controladors de velocitat variable. És un sistema de control d’electrònica de potència per obtenir la polaritat CC de la rectificació de CA mitjançant el convertidor directe i invers. En un convertidor dual, dos convertidors es connecten junts esquena amb esquena.
Un dels ponts funciona com un rectificador (converteix CA a CC) , un altre mig pont funciona com a inversor (converteix CC a CA) i es connecta habitualment a una càrrega de CC. Aquí es produeixen dos processos de conversió simultàniament, per la qual cosa s’anomena convertidor dual. El convertidor dual pot proporcionar quatre operacions de quadrant. A continuació es mostra l’operació dels quatre quadrants.
Convertidor dual de quatre operacions quadrants
Principi del convertidor dual
El principi bàsic de funcionament del convertidor dual es pot explicar fent referència al diagrama equivalent simplificat del circuit de corrent continu que es mostra a la figura següent. En aquesta representació simplificada, es fan dos supòsits.
- Els convertidors dobles són ideals, cosa que significa que produeixen terminals de sortida de CC pura sense contenir onades.
- Es suposa que cada convertidor de dos quadrants és una font de tensió directa controlable, connectada en sèrie amb un díode.
Aquí el díode D1 i D2 representen les característiques de flux de corrent unidireccional dels convertidors. No obstant això, la direcció del corrent pot ser de qualsevol manera. Suposem que la tensió de sortida mitjana del convertidor 1 és V01 i el convertidor 2 és V02. Per fer que la tensió de sortida dels dos convertidors tingui la mateixa polaritat i magnitud, cal controlar els angles de tir dels tiristors.
Per obtenir més informació sobre el tiristor, seguiu l’enllaç següent: Rectificador controlat per tiristor o silici. Conceptes bàsics i característiques del tutorial
Representació simplificada del convertidor dual ideal
Voltatge mitjà de sortida del convertidor monofàsic = 2Vm COSα / π
Voltatge mitjà de sortida del convertidor trifàsic = 3Vm COSα / π
Per al convertidor 1, la tensió de sortida mitjana, V01 = Vmax COSα1
Per al convertidor 2, la tensió de sortida mitjana, V02 = Vmax COSα2
El voltatge de sortida ve donat per,
L’angle de cocció mai no pot ser superior a 180. Per tant, α1 + α2 = 1800
Angle de tret
Modes de funcionament del convertidor dual
Hi ha dos modes funcionals: el mode de corrent no circulant i el mode de circulació.
Mode de corrent no circulant
- Un convertidor funcionarà alhora. No hi ha corrent circulant entre els convertidors.
- Durant l'operació del convertidor 1, l'angle de tret (α1) serà 0<α1< 900(Vdc i Idc són positius)
- Durant l'operació del convertidor 2, l'angle de tret (α2) serà 0<α2< 900(Vdc i Idc són negatius)
Mode de circulació actual
- En aquest mode, els dos convertidors estaran en estat ON al mateix temps. Així doncs, hi ha corrent circulant.
- Els angles de tir s’ajusten de manera que α1 + α2 = 1800. L’angle de cocció del convertidor 1 és α1 i l’angle de cocció del convertidor 2 és α2.
- En aquest mode, el convertidor 1 funciona com un rectificador controlat quan l’angle de tir és 0<α1< 900i el convertidor 2 funciona com a inversor quan l’angle de tret és de 900 <α2< 1800. En aquesta condició, Vdc i Idc són positius.
- El convertidor 1 funciona com a inversor quan l’angle de disparació és de 900 <α1< 1800i el convertidor 2 funciona com un rectificador controlat quan l’angle de tir és 0<α2< 900en aquesta condició, Vdc i Idc són negatius.
Convertidor dual monofàsic
La figura del cop mostrat mostra un convertidor dual monofàsic que utilitza tiristor. Com s'ha explicat anteriorment, en el convertidor dual monofàsic utilitzem un circuit rectificador monofàsic per convertir la CA monofàsica en CC constant.
El convertidor 1 consta de Rectificador. A continuació, la CC rectificada s’alimenta a un filtre que elimina els impulsos de la CC rectificada i la converteix en una CC pura filtrant-la.
Després d'això, aquest CC pur s'alimenta a la càrrega i, a partir de la càrrega, es dóna al circuit inversor que converteix aquest CC a CA i finalment aquest CA d'inversor que es pren com a sortida.
Convertidor dual monofàsic
Convertidor dual trifàsic
En el convertidor dual trifàsic, fem servir un rectificador trifàsic que converteix el subministrament de CA de tres fases a CC. L’estructura del convertidor és la mateixa que el convertidor dual monofàsic.
La sortida del rectificador trifàsic s’alimenta per filtrar i després de filtrar-se la CC pura s’alimenta a la càrrega. Per fi, el subministrament de la càrrega es dóna al darrer pont invertit. Fa el procés Invertiu del rectificador i converteix la CC en CA trifàsica, que és la sortida.
Convertidor dual trifàsic
Aplicacions del convertidor dual
- Direcció i control de velocitat de motors de corrent continu.
- Aplicable a qualsevol lloc, es requereix un CC reversible.
- Unitats de corrent continu industrial de velocitat variable.
Direcció i control de velocitat de motors de CC mitjançant convertidor dual
El convertidor dual és un sistema de control d’electrònica de potència per obtenir la polaritat CC de la rectificació de CA mitjançant el convertidor directe i invers. Pot fer funcionar motors CC en qualsevol direcció amb control de velocitat també.
Aquest convertidor monofàsic s’aconsegueix utilitzant un parell de pont controlat per tiristor (4 SCRs X 2) que permet al motor de CC obtenir polaritat invertida per a qualsevol rotació de direcció i control de velocitat també reduït en graons mitjançant un microcontrolador que activa cada pont SCR de interfície mitjançant optoaïlladors.
S'utilitza un parell de commutadors per introduir el senyal lògic per a la sortida desitjada. Si l’entrada de 230 volts CA es dóna al pont SCR dual, podem tenir una càrrega de llum de 100 watts i es comprova la polaritat de CC a la llum o es pot utilitzar un motor de corrent continu de baixa potència de 220 volts.
Aquest projecte utilitza 12 volts de ca a l’entrada i un motor de 12 volts de corrent continu per verificar la rotació de qualsevol direcció a mesura que s’inverteix la polaritat.
Per obtenir més informació sobre aquest projecte, seguiu l'enllaç: Convertidor dual mitjançant tiristor.
Espero que hagueu entès clarament el tema del convertidor dual. Es tracta d’un sistema de control d’electrònica de potència per obtenir la polaritat CC de la rectificació de CA mitjançant el reenviament del convertidor i el convertidor invers. Si teniu alguna pregunta més sobre aquest tema o sobre projectes elèctrics i electrònics, deixeu la secció de comentaris a continuació.
