Vahelduvvoolu vahelduvvoolu muundureid kasutatakse ühe kindla sageduse ja suurusega vahelduvvoolu lainekujude teisendamiseks teise sagedusega vahelduvvoolu lainekujudeks. See muundamine on vajalik peamiselt masinate kiiruse reguleerimise korral, ka madala sagedusega ja muutuva pinge suurusega rakenduste jaoks. Me teame, et on erinevaid koormusi, mis töötavad erinevat tüüpi koormustega toiteallikad nagu ühefaasiline, kolmefaasiline toiteallikas ja toiteallikaid saab eristada ka pinge ja sagedusala põhjal.
Vahelduvvoolu muundur
Mis on vahelduvvoolu muundur?
Mõne spetsiaalse seadme või masina käitamiseks vajame erilist pinget ja konkreetset sagedust. Sest asünkroonmootorite kiiruse reguleerimine , Peamiselt kasutatakse vahelduvvoolu-vahelduvvoolu muundureid (tsüklokonverterid). Soovitud vahelduvvooluallika saamiseks tegelikust toiteallikast vajame mõnda muundurit nimega vahelduvvoolu muundur.
Vahelduvvoolu muundurite tüübid
Vahelduvvoolu muundurid saab liigitada erinevat tüüpi:
- Tsükli muundurid
- Alalisvooluühendusega vahelduvvoolu muundurid
- Maatriksmuundurid
- Hübriidmaatriksmuundurid
1. Tsüklokonverterid
Tsüklokonverterid nimetatakse peamiselt sagedusmuunduriteks, mis muudavad ühe sisendsagedusega vahelduvvoolu erineva väljundsagedusega vahelduvvooluallikaks ja neid saab kasutada ka vahelduvvoolu võimsuse muutmiseks. Alalisvooluühenduste vältimiseks ja paljude etappide, näiteks vahelduvvoolu kuni alalisvoolu kuni vahelduvvoolu vältimiseks on eelistatud tsüklokonverterid, mis ei ole ökonoomne ja põhjustab rohkem kadusid. Vajaliku alalisvooluühenduse maksumus varieerub vastavalt kasutatava toiteallika nimiväärtusele.
Tsüklokonverterid
Ülaloleval joonisel on kujutatud tsüklokonverterite tööpõhimõte, mille korral sisendlaine sagedus muutus türistoritele rakendatava tulenurga muutmisega. Positiivsete ja negatiivsete jäsemete türistorite ümberlülitamisel võime saada muutuva väljundsageduse, mis võib olla sisendsagedusega võrreldes astmelise või vähendatava sagedusega.
Tsüklokonverterid klassifitseeritakse erinevatesse tüüpidesse, lähtudes erinevatest kriteeriumidest
Tsüklokonverterid koosnevad kahest jäsemest, nimelt positiivse jäseme nimetatakse ka positiivseks muunduriks ja negatiivse jäseme nimetatakse ka negatiivseks muunduriks. Positivelimb töötab positiivse pooltsükli ajal ja negatiivne osa negatiivse pooltsükli ajal.
Tsüklokonverterite klassifikatsioon töörežiimi alusel:
Cycloconverterite režiimi blokeerimine
Need tsüklokonverterid ei vaja piiravat reaktorit, kuna selles režiimis juhib korraga ainult üks positiivne või negatiivne jäsemet ja teine jäseme on blokeeritud. Seega nimetatakse seda blokeeriva režiimi tsüklokonverteriteks.
Ringlusvoolurežiimiga tsüklokonverter
Need tsüklokonverterid vajasid piiravat reaktorit nii positiivse jäseme kui ka negatiivse jäseme juhtivusena korraga ja seetõttu on ringlusvoolu piiramiseks paigutatud reaktor. Kuna mõlemad jäsemed juhivad samaaegselt, on süsteemis ringlev vool ja seetõttu nimetatakse seda tsirkkonverteriks.
Tsüklokonverterite klassifikatsioon väljundpinge faaside arvu alusel
Ühefaasilised tsüklokonverterid
Need liigitatakse sisendfaaside arvu põhjal jällegi kahte tüüpi.
1-Ø kuni 1- Ø Cylco muundur
1-Ø kuni 1- Ø Cylco muundur
See tsüklokonverter muundab ühefaasilise vahelduvvoolu lainekuju sisendsageduse ja suurusega t erineva suuruse ja sagedusega vahelduvvoolu lainekuju väljundiks.
3-Ø kuni 1- Ø faasiline tsüklokonverter
Sellel tsüklokonverteril on kolmefaasiline vahelduvvoolu toide sisendsageduse ja suurusega ning see toodab väljundit ühefaasilise vahelduvvoolu lainekujuna erineva väljundsageduse või suurusega.
3-faasiline kuni 1-faasiline tsüklokonverter
3-Ø kuni 3- Ø faasiline tsüklokonverter
3-Ø kuni 3- Ø faasiline tsüklokonverter
Sellel Cycloconverteril on sisendsageduse ja suurusega kolmefaasiline vahelduvvoolu toide ja see toodab erineva väljundsageduse või suurusega kolmefaasilise vahelduvvoolu lainekuju.
Tsüklokonverterite klassifikatsioon positiivsete ja negatiivsete jäsemete tulenurga alusel
Ümbriku tsüklokonverterid
Seda tüüpi tsüklokonverterites on tulenurk fikseeritud nii positiivse kui negatiivse pooltsükli jooksul positiivse pooltsükli jooksul. Positiivse muunduri korral on laskenurk seatud α = 0 ° ja negatiivse pooltsükli ajal on laskenurk α = 180 °.
Samamoodi seatakse negatiivse muunduri korral laskenurk α = 180 °, positiivse pooltsükli ajal ja negatiivse pooltsükli ajal the = 0 °.
Faasiga juhitavad tsüklokonverterid
Seda tüüpi tsüklokonverterite abil saame lisaks väljundi sagedusele muuta ka väljundpinge suurust. Mõlemat saab muuta muunduri laskenurka muutes.
Faasiga juhitavad tsüklokonverterid
2. Alalisvooluühendusega vahelduvvoolu muundurid
Alalisvoolulüliga vahelduvvoolu-vahelduvvoolu muundurid koosnevad tavaliselt alaldist, alalisvooluühendusest ja muundurist nagu selles protsessis AC muundatakse alaldi abil alalisvooluks . Pärast alalisvooluks muundamist kasutatakse alalisvooluühendust alalisvoolu salvestamiseks ja seejärel muundatakse see muunduri abil taas vahelduvvooluks. Alalisvooluühendusega vahelduvvoolu muunduri vooluahel on näidatud joonisel.
Alalisvooluühendusega vahelduvvoolu muundurid on jaotatud kahte tüüpi:
Vooluallika muundur
Seda tüüpi inverterites kasutatakse alaldi ja muunduri vahelise ühenduse ühe või mõlema jäseme vahel ühte või kahte induktorit. Siin kasutatav alaldi on faasiga juhitav lülitusseade nagu türistori sild.
Vooluallika muundur
Pingeallika muundur
Seda tüüpi muundurites koosneb alalisvooluühendus šundkondensaatorist ja alaldi dioodsillast. Väikese koormuse korral on eelistatud dioodisillad, kuna dioodsilla põhjustatud vahelduvvoolu deformatsioon ja väike võimsustegur on väiksemad kui türistori sild.
Kuid alalisvoolulüliga vahelduvvoolu-vahelduvvoolu muundureid ei soovitata alalisvoolulülina suure võimsusega reitingute jaoks passiivne komponent vajalik võimsus suureneb koos võimsuse suurenemisega. Suure võimsuse salvestamiseks vajame suure DC-ga mahukaid passiivseid komponente, mis pole ökonoomsed ja tõhusad, kuna ka vahelduvvoolu alalisvoolu ja alalisvoolu muutmiseks vahelduvvoolu protsessiks suurenevad kaod.
Pingeallika muundur
3. Maatriksmuundurid
Maatriksmuundureid kasutatakse vahelduvvoolu muundamiseks otse vahelduvvooluks ilma ühtegi alalisvooluühendust kasutamata, et suurendada süsteemi töökindlust ja tõhusust, vähendades alalisvooluühenduse salvestuselemendi kulusid ja kadusid.
Maatriksmuundur koosneb kahesuunalistest lülititest, mida praegu praktiliselt ei eksisteeri, kuid mida saab realiseerida IGBT-de abil ja mis on võimelised juhtima voolu ja blokeerima mõlema polaarsuse pinget.
Maatriksmuundurid
Maatriksmuundurid klassifitseeritakse kasutatud komponentide arvu põhjal jällegi erinevatesse tüüpidesse.
Hõre maatriksi muundur
Hõreda maatriksi muunduri funktsioon on identne otsese maatriksi muunduriga, kuid siin on vajalike lülitite arv väiksem kui otsese maatriksi muunduril ja seega saab süsteemi töökindlust parandada, vähendades juhtimise keerukust.
Hõreda maatriksmuunduri jaoks on vaja 18 dioodi, 15 transistorit ja 7 eraldatud draiveripotentsiaali.
Väga hõreda maatriksi muundur
Dioodide arvu suurendatakse vähendatud transistoride arvuga võrreldes hõreda maatriksmuunduriga ja seega on suurema dioodide arvu tõttu juhtivuskaod suured. Väga hõreda maatriksmuunduri funktsioon sarnaneb hõreda / otsese maatriksmuunduriga.
Väga hõreda maatriksmuunduri jaoks on vaja 30 dioodi, 12 transistorit ja 10 isoleeritud draiveripotentsiaali.
Ultra hõreda maatriksi muundur
Neid kasutatakse väikese dünaamikaga muutuva kiirusega ajamite jaoks, kuna selle muunduri sisendfaas on ühesuunaline ja seetõttu on sisendvoolu põhi- ja sisendpinge vahel lubatud faasinihe. Samamoodi on väljundpinge puhul põhi- ja väljundvool 30 ° ning seetõttu kasutatakse neid peamiselt madala dünaamikaga muutuva kiirusega PSM-ajamite jaoks.
Eriti hõreda maatriksmuunduri jaoks on vaja 12 dioodi, 9 transistorit ja 7 eraldatud draiveripotentsiaali.
Hübriidmaatriksi muundur
Maatriksmuundureid, mis muundavad vahelduvvoolu / alalisvoolu / vahelduvvoolu, nimetatakse Hübriidmaatriksmuundurid ja sarnaselt maatriksmuunduritele ei kasuta need hübriidmuundurid ka ühtegi kondensaatorit, induktorit ega alalisvooluühendust.
Need klassifitseeritakse jällegi kaheks tüübiks muundamiseks vajalike astmete arvu põhjal, kui mõlemad pinged ja vool teisendatakse ühes etapis, saab seda muundurit nimetada hübriidseks otsemaatriksmuunduriks.
Kui pinget ja voolu muundatakse kahes erinevas etapis, siis võib seda muundurit nimetada hübriidseks kaudse maatriksi muunduriks.
Näide:
Türistoreid kasutav tsüklokonverter
Tsüklokonverter on seotud ühefaasilise asünkroonmootori kiiruse reguleerimisega, kasutades tsüklokonverterit türistoritega. Asünkroonmootorid on konstantse kiirusega masinad, mida kasutatakse sageli paljudes kodumasinates, nagu pesumasinad, veepumbad ja tolmuimejad.
Vooluahel koosneb toitesüsteemist (koos trafo, alaldi ja regulaatoriga muundamiseks alalisvooluks alalisvooluks) on ühendatud mikrokontrolleriga ja vahelduvvoolu toiteallikat hoitakse tsüklokonverteris. Mikrokontroller on ühendatud optoisolaatori ja režiimi valimisega. Tsüklokonverter on ühendatud mootoriga.
Tsüklokonverter türistorite abil
Asünkroonse mootori kiirust saab muuta kolmes etapis nagu F, F / 2 ja F / 3. Mikrokontroller on ühendatud slaidlülititega ja nende lülitite olekut saab muuta nii, et mikrokontroller edastaks sobivad käivitavad impulsid tsüklokonverterite türistoride kahesillale. Käivitavate impulsside varieerumisega saab Cycloconverteri väljundlaine kuju sagedust muuta. Seega on võimalik saavutada ühefaasilise asünkroonmootori kiiruse reguleerimine.
See kõik puudutab mõnda vahelduvvoolu muundurit koos nende lühikese arutelu ja tööpõhimõtetega. Neid muundureid leidub enamasti võrguga seotud suure võimsusega muundusseadmetes võimsuselektroonilised juhtimisrakendused . Kui soovite lisateavet ja nende muundurite praktilist rakendamist, võite meile kirjutada allpool kommenteerides.
Foto autorid:
- Vahelduvvoolu muundurid siemens
- Tsüklokonverterid panteklahused
- Faasiga juhitavad tsüklokonverterid nctu
- Pingeallika ja vooluallika inverter geko-uurimine
- Maatriksmuundurid yaskawa
- 3-Ø kuni 3- Ø faasiline tsüklokonverter panteklahused
- 1-Ø kuni 1- Ø tsüklokonverteriga faile
- 3-Ø kuni 1-ØPhaseCycloconverter poolt
