ไซโคลคอนเวอร์เตอร์ - ประเภทและการใช้งาน

ในงานอุตสาหกรรมจะใช้พลังงานไฟฟ้าสองรูปแบบกระแสตรง (DC) และกระแสสลับ (AC) มีแรงดันไฟฟ้าคงที่และกระแสคงที่โดยตรง อย่างไรก็ตามสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันจำเป็นต้องมีรูปแบบที่แตกต่างกันแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันและ / หรือกระแสที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องใช้ตัวแปลงเพื่อให้ได้รูปแบบต่างๆ ตัวแปลงเหล่านี้จัดเป็นวงจรเรียงกระแสตัวสับอินเวอร์เตอร์และตัวแปลงไซโคล

ไซโคลคอนเวอร์เตอร์เป็นอุปกรณ์ที่แปลง AC กำลังไฟฟ้าที่ความถี่หนึ่งเป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่ปรับได้ แต่ความถี่ต่ำกว่าโดยไม่มีกระแสตรงหรือ DC อยู่ในช่วงระหว่าง นอกจากนี้ยังสามารถยอมรับได้ว่าเป็นเครื่องชาร์จการเกิดซ้ำแบบคงที่และมีวงจรเรียงกระแสที่ควบคุมด้วยซิลิคอน ตัวแปลงไซโคลใช้ในไดรฟ์ความถี่ตัวแปรขนาดใหญ่มากโดยมีอัตราตั้งแต่ไม่กี่เมกะวัตต์จนถึงหลายสิบเมกะวัตต์

หลักการของไซโคลคอนเวอร์เตอร์ได้อธิบายไว้ด้านล่างโดยใช้ตัวแปลงไซโคลเฟสเดียวเป็นเฟสเดียว

ไซโคลคอนเวอร์เตอร์อินพุตเฟสเดียวแสดงไว้ด้านล่าง (a) 50 Hz, (b) 25Hz, (c) 12.5 Hz อินพุตเฟสเดียวไปยังไซโคลคอนเวอร์เตอร์เอาต์พุตเฟสเดียวดังแสดงด้านล่าง

วงจรเรียงกระแสแปลงจาก AC เฟสเดียวหรือสามเฟสเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงตัวแปร เครื่องบดสับแปลงจาก DC เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบแปรผัน อินเวอร์เตอร์แปลงจาก DC เป็นตัวแปรความถี่ตัวแปรเฟสเดียวหรือ AC สามเฟส ตัวแปลงไซคลิกแปลงจาก AC เฟสเดียวหรือสามเฟสเป็นตัวแปรขนาดความถี่ตัวแปรเฟสเดียวหรือสามเฟส AC ไซโคลคอนเวอร์เตอร์มีไทริสเตอร์สี่ตัวแบ่งออกเป็นธนาคารบวกและลบของไทริสเตอร์สองตัว

Cycloconverter แผนผังพื้นฐาน:

ไซโคลคอนเวอร์เตอร์เชื่อมต่อกับอินพุตระหว่าง 30 ถึง 31 ดังที่แสดงด้านล่าง มอเตอร์เชื่อมต่อระหว่าง 25 และ 26

ขึ้นอยู่กับพัลส์ทริกเกอร์ที่ป้อนเข้ากับชุด 8 SCR ระหว่างเกตและแคโทดเราจะได้ F หรือ F / 2 หรือ F / 3

ไซโคลคอนเวอร์เตอร์

ประเภทของไซโคลคอนเวอร์เตอร์:

ตัวแปลงไซโคลส่วนใหญ่มีสองประเภทประเภทโหมดการบล็อกและประเภทโหมดหมุนเวียน เมื่อกระแสโหลดเป็นบวกตัวแปลงบวกจะจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการและตัวแปลงลบจะถูกบล็อก สมมติว่าถ้ากระแสโหลดเป็นลบตัวแปลงค่าลบจะจ่ายแรงดันไฟฟ้าและตัวแปลงบวกจะถูกบล็อก การดำเนินการนี้เรียกว่าการดำเนินการโหมดบล็อก ตัวแปลงไซโคลที่ใช้วิธีนี้เรียกว่าตัวแปลงไซโคลโหมดบล็อก

หากเปิดใช้งานตัวแปลงทั้งสองโดยบังเอิญอุปทานจะลัดวงจร เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ต้องเชื่อมต่อเครื่องปฏิกรณ์ระหว่างกลุ่ม (IGR) ระหว่างตัวแปลง หากเปิดใช้งานตัวแปลงทั้งสองจะเกิดกระแสหมุนเวียน นี่เป็นทิศทางเดียวเนื่องจากไทริสเตอร์ยอมให้กระแสไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ตัวแปลงไซโคลที่ใช้วิธีนี้เรียกว่าตัวแปลงกระแสหมุนเวียน

Cycloconverters โหมดการปิดกั้น:

ตัวแปลงไซโคลโหมดการบล็อกไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์ระหว่างกลุ่ม (IGR) ตัวแปลงตัวใดตัวหนึ่งถูกเปิดใช้งานขึ้นอยู่กับขั้ว การทำงานของโหมดการปิดกั้นมีข้อดีและข้อเสียมากกว่าการใช้งานโหมดหมุนเวียน พวกเขาไม่ต้องการเครื่องปฏิกรณ์ใด ๆ จึงมีขนาดและต้นทุนที่น้อยกว่า มีเพียงตัวแปลงเดียวเท่านั้นที่อยู่ในการนำไฟฟ้าตลอดเวลาแทนที่จะเป็นสองตัว ในช่วงเวลาหน่วงกระแสจะอยู่ที่ศูนย์โดยบิดเบือนแรงดันไฟฟ้าและรูปคลื่นกระแส การบิดเบือนนี้หมายถึงรูปแบบฮาร์มอนิกที่ซับซ้อน

ไซโคลคอนเวอร์เตอร์หมุนเวียนในปัจจุบัน:

ตัวแปลงทั้งสองทำงานตลอดเวลาในกรณีนี้ ข้อเสียใหญ่คือต้องใช้ IGR จำนวนอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อนี้เป็นสองเท่าของการบล็อกไซโคลคอนเวอร์เตอร์ในปัจจุบัน

หลักการของไซโคลคอนเวอร์เตอร์:

หลักการทำงานของตัวแปลงไซโคลสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทดังต่อไปนี้โดยพิจารณาจากประเภทของแหล่งจ่ายไฟ AC เข้าที่ใช้กับวงจร

ไซโคลคอนเวอร์เตอร์แบบเฟสเดียวเป็นเฟสเดียว:

ความเข้าใจเกี่ยวกับหลักการทำงานของไซโคลคอนเวอร์เตอร์ควรเริ่มต้นด้วยไซโคลคอนเวอร์เตอร์แบบเฟสเดียวถึงเฟสเดียว ตัวแปลงนี้มีการเชื่อมต่อ back to back ของวงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นสองตัว สมมติว่าได้รับหนึ่งในสี่ของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่เอาต์พุตสำหรับสองรอบแรกของ Vs ตัวแปลงบวกจะจ่ายกระแสให้กับโหลดและจะแก้ไขแรงดันไฟฟ้าอินพุต ในสองรอบถัดไปตัวแปลงค่าลบจะดำเนินการจ่ายกระแสในทิศทางย้อนกลับ เมื่อตัวแปลงตัวใดตัวหนึ่งทำงานอีกตัวหนึ่งจะถูกปิดใช้งานเพื่อให้ไม่มีกระแสหมุนเวียนระหว่างวงจรเรียงกระแส ในรูปด้านล่าง Vs แสดงถึงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและ Vo คือแรงดันขาออกที่ต้องการซึ่งเป็นหนึ่งในสี่ของแรงดันไฟฟ้า

ภาพสำหรับหนึ่งในสี่ของแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่เอาต์พุตโดยใช้ Cycloconverter 1 เฟสถึง 1 เฟส

ไซโคลคอนเวอร์เตอร์สามเฟสเป็นเฟสเดียว:

เช่นเดียวกับตัวแปลงด้านบนไซโคลคอนเวอร์เตอร์แบบสามเฟสเป็นเฟสเดียวจะใช้แรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขกับโหลด ไซโคลคอนเวอร์เตอร์ที่เป็นบวกจะจ่ายกระแสบวกในขณะที่ตัวแปลงค่าลบจะจ่ายกระแสลบเท่านั้น ตัวแปลงไซโคลสามารถทำงานได้ในสี่ส่วนเป็น (+ v, + i), (+ v, -i) โหมดแก้ไขและ (-v, + i), (-v, -i) โหมดกลับด้าน ขั้วของกระแสจะกำหนดว่าตัวแปลงบวกหรือลบควรจ่ายไฟให้กับโหลดหรือไม่ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงในขั้วปัจจุบันตัวแปลงที่จ่ายกระแสก่อนหน้านี้จะถูกปิดใช้งานและอีกตัวหนึ่งถูกเปิดใช้งาน ในระหว่างการกลับขั้วปัจจุบันแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยที่มาจากตัวแปลงทั้งสองควรเท่ากัน

ไซโคลคอนเวอร์เตอร์สามเฟสถึงสามเฟส:

มีการกำหนดค่าพื้นฐานสองแบบสำหรับตัวแปลงไซโคลสามเฟสเช่นเดลต้าและไวย์ หากเอาต์พุตของตัวแปลงด้านบนเชื่อมต่อแบบไวย์หรือเดลต้าและหากแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตเป็น120ºเฟสจะเปลี่ยนตัวแปลงผลลัพธ์เป็นแบบสามเฟสเป็นตัวแปลงสามเฟส ตัวแปลงสามเฟสส่วนใหญ่จะใช้ในระบบขับเคลื่อนเครื่องจักรที่ใช้เครื่องซิงโครนัสและเครื่องเหนี่ยวนำสามเฟส

การใช้งานไซโคลคอนเวอร์เตอร์:

ไซโคลคอนเวอร์เตอร์สามารถสร้างแรงดันเอาต์พุตที่มีฮาร์มอนิกได้ เมื่อใช้ตัวแปลงไซโคลสำหรับเครื่อง AC ที่กำลังทำงานอยู่การเหนี่ยวนำการรั่วไหลของเครื่องจะกรองฮาร์โมนิกความถี่สูงส่วนใหญ่และลดแรงดันไฟฟ้าของฮาร์มอนิกลำดับที่ต่ำกว่า

การควบคุมความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียว

มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวใช้กันอย่างแพร่หลายในหลาย ๆ แอพพลิเคชั่น การปรับปรุงประสิทธิภาพหมายถึงการประหยัดการใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างมาก ตัวควบคุมความเร็วตาม ไซโคลคอนเวอร์เตอร์ เสนอ

การควบคุมความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียว

แผนภาพวงจรข้างต้นสามารถใช้เพื่อควบคุมความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวในสามขั้นตอนโดยใช้ตัวแปลงไซโคลและไทริสเตอร์ วงจรนี้ใช้ไซโคลคอนเวอร์เตอร์ที่ควบคุมด้วยไทริสเตอร์ซึ่งทำให้สามารถควบคุมความเร็วได้ในขั้นตอนของมอเตอร์เหนี่ยวนำ สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ซีรีส์ 8051 จะมีสวิตช์สไลด์คู่หนึ่งเพื่อเลือกช่วงความเร็วที่ต้องการของการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำ สวิตช์เหล่านี้เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อส่งพัลส์เพื่อเรียก SCR ในรูปแบบ สะพานคู่ . ดังนั้นความเร็วของมอเตอร์สามารถทำได้ในสามขั้นตอน

แอปพลิเคชั่นอื่น ๆ ที่สามารถใช้ไซโคลคอนเวอร์เตอร์ ได้แก่ ไดรฟ์โรงโม่ปูนไดรฟ์ขับเคลื่อนเรือโรงรีดและที่หมุนเหมืองเครื่องซักผ้าปั๊มน้ำและใช้ในอุตสาหกรรมเช่นกัน หากมีข้อสงสัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้หรือเกี่ยวกับไฟฟ้าและ โครงการอิเล็กทรอนิกส์ ออกจากส่วนความคิดเห็นด้านล่าง

เครดิตภาพ

• Cycloconverter โดย วิกิมีเดีย