Cycloconverters - jenis, kerja dan aplikasi

Bekalan kuasa boleh dikelaskan kepada dua kategori yang luas, satu adalah bekalan kuasa AC dan yang lain adalah bekalan kuasa DC. Seperti yang kita ketahui, hanya kuasa AC yang dapat dihasilkan dan kerana lebih menjimatkan, kita menggunakan AC untuk penghantaran dan oleh itu kebanyakan mesin / peranti elektrik menggunakan kuasa AC. Tetapi Voltan dan Kekerapan standard yang dibekalkan dari stesen Penjana mungkin tidak cukup baik untuk menggerakkan mesin Industri tertentu. Dalam kes-kes tersebut, kita menggunakan penukar dan penyongsang untuk menukar satu bentuk bekalan kuasa ke bentuk yang lain seperti menjadi voltan yang berbeza, peringkat semasa atau peringkat frekuensi. Cycloconveter adalah salah satu penukar yang menukar kuasa AC dalam satu frekuensi menjadi kuasa AC frekuensi boleh laras. Dalam artikel ini kita akan mengetahui lebih lanjut mengenai penggunaan dan aplikasi Cycloconvert ini.

Apa itu Cycloconverter?

Definisi standard untuk Cycloconverters dari Wikipedia adalah seperti berikut: “A cycloconverter (CCV) atau cycloinverter menukar voltan malar, frekuensi malar AC bentuk gelombang lain ke bentuk AC lain dengan frekuensi yang lebih rendah dengan mensintesis bentuk gelombang output dari segmen bekalan AC tanpa perantaraan Pautan DC "

Salah satu sifat khas Cycloconverters adalah bahawa ia tidak menggunakan pautan DC dalam proses penukaran sehingga menjadikannya sangat efisien. Penukaran dilakukan dengan menggunakan suis elektronik kuasa seperti Thyristors dan menukarnya secara logik. Biasanya Thyristors ini akan dipisahkan menjadi dua separuh, separuh positif dan separuh negatif. Setiap separuh akan dibuat untuk melakukan dengan memutarnya pada setiap separuh kitaran bentuk AC sehingga memungkinkan aliran daya dua arah. Buat masa ini bayangkan Cycloconverters sebagai kotak hitam yang menggunakan voltan tetap Frekuensi tetap AC sebagai input dan memberikan Frekuensi berubah-ubah, Voltan berubah sebagai output seperti yang ditunjukkan dalam ilustrasi di bawah.

Kami akan mengetahui apa yang mungkin berlaku di dalam kotak hitam ini semasa kami membaca artikel ini.

Mengapa kita memerlukan penukar Cycloconvert?

Baiklah, sekarang kita tahu bahawa Cycloconveter menukar kuasa AC frekuensi tetap menjadi Kuasa AC Frekuensi berubah. Tetapi mengapa kita perlu melakukan itu? Apa kelebihan mempunyai bekalan kuasa AC yang frekuensi berubah?

Jawapan untuk soalan ini ialah Speed ​​Control. Cycloconveter digunakan secara meluas untuk menggerakkan motor besar seperti yang digunakan dalam Rolling mills, Ball mills Cement kils etc. secara beransur-ansur meningkatkan kelajuan motor dengan meningkatkan Frekuensi output. Sebelum penemuan Cycloconverter, motor besar ini harus dibongkar sepenuhnya dan kemudian setelah menghidupkan motor, ia mesti dimuat secara beransur-ansur yang mengakibatkan penggunaan tenaga dan tenaga manusia.

Jenis Cycloconveter:

Berdasarkan frekuensi output dan bilangan fasa dalam sumber kuasa AC input, Cycloconverters dapat diklasifikasikan seperti di bawah

1. Penukar Cycloconvert

2. Penukar Siklon Ste-Down

1. Cycloconverter Fasa Tunggal ke Fasa Tunggal
2. Cycloconverter Tiga Fasa ke Fasa Tunggal
3. Cycloconverter Tiga Fasa ke Tiga Fasa

Step-Up Cycloconverters: Step-Up CCV, seperti namanya CCV jenis ini memberikan frekuensi output lebih besar daripada frekuensi input. Tetapi ia tidak banyak digunakan kerana tidak banyak aplikasi partikel. Sebilangan besar aplikasi memerlukan frekuensi kurang dari 50Hz yang merupakan frekuensi lalai di India. Step-Up CCV juga memerlukan pergantian paksa yang meningkatkan kerumitan litar.

Step-Down Cycloconverters: Step-Down CCV, kerana anda mungkin sudah dapat menebaknya dengan baik.. hanya memberikan frekuensi output yang lebih rendah daripada frekuensi input. Ini paling sering digunakan dan berfungsi dengan bantuan peralihan semula jadi yang mudah dibina dan dikendalikan. Step-Down CCV diklasifikasikan lebih lanjut kepada tiga jenis seperti yang ditunjukkan di bawah ini, kita akan melihat setiap jenis ini secara terperinci dalam artikel ini.

Prinsip Asas di sebalik Pengubah Cycloconvert:

Walaupun terdapat tiga jenis Cycloconverters, cara kerjanya sangat serupa kecuali bilangan suis elektronik kuasa yang terdapat dalam litar. Sebagai contoh satu fasa ke CCV Fasa Tunggal hanya akan mempunyai 6 suis elektronik kuasa (SCR) sementara CCV Tiga Fasa mungkin mempunyai 32 suis.

Minimum kosong untuk Cycloconverter ditunjukkan di atas. Ia akan mempunyai litar Switching di kedua sisi Beban, satu litar akan berfungsi semasa kitaran separuh positif dari sumber kuasa AC dan litar yang lain akan berfungsi semasa kitaran separuh negatif. Biasanya litar pensuisan akan ditunjukkan dengan menggunakan SCR sebagai alat elektronik berkuasa, tetapi dalam CCV moden anda dapat mencari SCR digantikan oleh IGBT dan kadang-kadang bahkan MOSFETS.

Litar pensuisan juga memerlukan litar kawalan, yang memerintahkan peranti elektronik Power kapan hendak melakukan dan kapan harus dimatikan. Litar kawalan ini biasanya akan menjadi Mikrokontroler dan mungkin juga mempunyai maklum balas dari output untuk membentuk sistem gelung tertutup. Pengguna dapat mengawal nilai frekuensi output dengan menyesuaikan parameter dalam litar kawalan. Diod dalam rajah di atas digunakan untuk mewakili arah aliran arus. Litar beralih positif selalu mengalirkan arus ke dalam beban dan litar suis negatif selalu mengalirkan arus dari beban.

Cycloconvert Fasa Tunggal ke Fasa Tunggal:

CCV Fasa Tunggal hingga Fasa Tunggal sangat jarang digunakan, tetapi untuk memahami pengoperasian CCV, ia harus dikaji terlebih dahulu agar kita dapat memahami CCV Tiga Fasa. Single Phase to Single Phase CCV mempunyai dua pasang litar penerus gelombang penuh, masing-masing terdiri daripada empat SCR. Satu set diletakkan lurus sementara yang lain diletakkan dalam arah anti-selari seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.

Semua terminal gerbang SCR akan disambungkan ke litar kawalan yang tidak ditunjukkan dalam litar di atas. Litar kawalan ini akan bertanggungjawab untuk mencetuskan SCR. Untuk memahami cara kerja litar, mari kita anggap bahawa dia memasukkan bekalan AC dengan frekuensi 50Hz dan Beban menjadi beban resistif murni dan sudut penembakan SCR (α) menjadi 0 °. Oleh kerana sudut penembakan berada pada 0 ° maka SCR ketika dihidupkan akan bertindak seperti dioda ke arah depan dan ketika dimatikan akan bertindak seperti diod dalam arah terbalik. Mari kita menganalisis bentuk gelombang di bawah untuk memahami bagaimana frekuensi diturunkan menggunakan CCV

Bentuk gelombang frekuensi voltan bekalan dilambangkan oleh Vs dan bentuk gelombang frekuensi voltan keluaran dilambangkan oleh Vo. Di sini kita cuba untuk menukar kekerapan voltan bekalan untuk 1/4 ^th daripada nilainya. Jadi untuk melakukannya untuk dua kitaran pertama voltan bekalan, kita akan menggunakan penerus Jambatan positif dan untuk dua kitaran seterusnya kita akan menggunakan penerus jambatan negatif. Oleh itu, kita mempunyai empat denyutan positif di kawasan positif dan kemudian empat di kawasan negatif seperti yang ditunjukkan dalam bentuk gelombang frekuensi output Vo. Bentuk gelombang semasa untuk litar ini akan sama dengan bentuk gelombang voltan kerana beban dianggap sebagai resistif semata-mata. Walaupun besarnya gelombang akan berubah berdasarkan nilai rintangan beban.

Kekerapan output diwakili menggunakan garis putus-putus pada bentuk gelombang Vo, kerana ia berubah kutub hanya bagi tiap-tiap dua rakaat bentuk gelombang input frekuensi keluaran dengan 1/4 ^th frekuensi input, dalam kes kami untuk frekuensi input 50Hz frekuensi output akan (1/4 * 50) sekitar 12.5Hz. Kekerapan output ini dapat dikendalikan dengan memvariasikan mekanisme pencetus dalam rangkaian kawalan.

Tiga Fasa ke Fasa Tunggal Cycloconverter:

CCV Tiga Fasa ke Fasa Tunggal juga mirip dengan CCV Fasa Tunggal ke Fasa Tunggal, tetapi di sini voltan input adalah bekalan 3 Fasa dan voltan keluaran adalah bekalan Fasa Tunggal dengan frekuensi berubah. Litarnya juga kelihatan sangat mirip kecuali kita memerlukan 6 SCR di setiap set Rectifier kerana kita harus membetulkan voltan AC 3 Fasa.

Sekali lagi terminal gerbang SCR akan disambungkan ke litar kawalan untuk mencetuskannya dan andaian yang sama dibuat lagi untuk memahami cara kerja dengan mudah. Terdapat juga dua jenis CCV Tiga Fasa hingga Fasa Tunggal, jenis pertama akan mempunyai penyearah gelombang separuh untuk Jambatan Positif dan Negatif dan jenis kedua akan mempunyai penerus gelombang penuh seperti yang ditunjukkan di atas. Jenis pertama tidak sering digunakan kerana kecekapannya yang lemah. Juga dalam jenis gelombang penuh kedua penyearah jambatan dapat menghasilkan voltan pada kedua-dua kutub, tetapi penukar positif dapat membekalkan arus (sumber) hanya ke arah positif dan penukar negatif dapat mengalirkan arus hanya dalam arah negatif. Ini membolehkan CCV beroperasi dalam empat Kuadran. Keempat kuadran ini (+ V, + i) dan (-V, -i) dalam mod pembetulan dan (+ V, -i) dan (-V,-i) dalam mod penyongsangan.

Pengubah Siklon Tiga Fasa hingga Tiga Fasa:

Tiga Fasa hingga Tiga Fasa CCV adalah yang paling banyak digunakan kerana mereka dapat menggerakkan beban Tiga Fasa seperti motor secara langsung. Beban untuk Tiga Fasa CCV biasanya akan menjadi beban Tiga Bintang yang disambungkan seperti belitan stator Motor. Penukar ini mengambil voltan AC Tiga Fasa dengan frekuensi tetap sebagai input dan memberikan voltan AC Tiga Fasa dengan frekuensi Berubah.

Terdapat dua jenis Tiga Fasa CCV, satu yang mempunyai penukar gelombang separuh dan yang lain dengan penukar gelombang penuh. Model penukar gelombang Half juga dipanggil sebagai 18-thyristor Cycloconverters atau 3-pulse Cycloconverters. Penukar gelombang penuh disebut sebagai Cycloconverters 6-pulse atau 36-thyristor Cycloconverters. Cycloconverter 3 nadi ditunjukkan dalam gambar di bawah

Di sini kita mempunyai enam set Rectifier yang mana dua diperuntukkan untuk setiap fasa. Pengoperasian CCV ini serupa dengan CCV fasa tunggal kecuali di sini penerus dapat membetulkan hanya separuh gelombang dan yang sama berlaku untuk ketiga-tiga fasa

Permohonan:

Cycloconverters mempunyai banyak aplikasi industri, berikut adalah beberapa

• Kilang Pengisar
• Mesin Basuh Berat
• Penggulung Tambang
• Talian kuasa HVDC
• Bekalan Kuasa Pesawat
• SVG (Penjana VAR Statik)
• Sistem Penggerak Kapal