Cycloconverter là bộ chuyển đổi tần số từ mức này sang mức khác, có thể thay đổi nguồn điện xoay chiều từ tần số này thành nguồn điện xoay chiều ở tần số khác. Đây, một Quá trình chuyển đổi AC-AC được thực hiện với sự thay đổi tần số. Do đó nó còn được gọi là bộ thay đổi tần số. Thông thường, tần số đầu ra nhỏ hơn tần số đầu vào. Việc thực hiện mạch điều khiển phức tạp do số lượng lớn các SCR. Vi điều khiển hoặc DSP hoặc bộ vi xử lý được sử dụng trong các mạch điều khiển.
CycloConverter
Một bộ chuyển đổi xyclo có thể đạt được chuyển đổi tần số trong một giai đoạn và đảm bảo rằng điện áp và tần số có thể điều khiển được. Ngoài ra, nhu cầu sử dụng chuyển mạch không cần thiết vì nó sử dụng giao hoán tự nhiên. Truyền điện trong Cycloconverter xảy ra theo hai hướng.
Có hai loại Cycloconverters
Bước lên Cycloconverter:
Các loại này sử dụng giao hoán bình thường và cho đầu ra ở tần số cao hơn tần số của đầu vào.
Bước xuống Cycloconverter:
Loại này sử dụng hoán vị cưỡng bức và dẫn đến đầu ra có tần số thấp hơn tần số của đầu vào.
Bộ chuyển đổi xyclo tiếp tục được phân loại thành ba loại như được thảo luận dưới đây.
Một pha đến một pha
Cycloconverter này có hai bộ chuyển đổi sóng đầy đủ được kết nối ngược trở lại. Nếu một bộ chuyển đổi đang hoạt động, bộ chuyển đổi kia bị vô hiệu hóa, không có dòng điện nào đi qua nó.
Ba pha đến một pha
Cycloconverter này hoạt động ở bốn góc phần tư là (+ V, + I) và (−V, −I) là chế độ chỉnh lưu và (+ V, −I) và (−V, + I) là chế độ nghịch đảo.
Ba pha đến ba pha
Bộ chuyển đổi Cycloconverter này được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống máy điện xoay chiều đang hoạt động trên máy điện đồng bộ và cảm ứng ba pha.
Giới thiệu về Bộ chuyển đổi chu kỳ một pha sang một pha sử dụng Thyristor
Cycloconverter có bốn Thyristor được chia thành hai Ngân hàng Thyristor , tức là, một ngân hàng dương và một ngân hàng âm của mỗi loại. Khi dòng điện dương chạy trong tải, điện áp đầu ra được điều khiển bằng điều khiển pha của hai Thyristor mảng dương, ngược lại, Thyristor mảng âm sẽ được ngắt và ngược lại khi dòng điện âm chạy trong tải.
Hình minh họa hoạt động của Cycloconverter một pha
Các dạng sóng đầu ra hoàn hảo cho dòng tải hình sin và các góc pha tải khác nhau được thể hiện trong Hình dưới đây. Điều quan trọng là phải luôn tắt mảng Thyristor không dẫn điện, nếu không, nguồn điện có thể bị đoản mạch qua hai mảng Thyristor, dẫn đến méo dạng sóng và có thể hỏng thiết bị do dòng điện ngắn mạch.
Dạng sóng đầu ra lý tưởng
Một vấn đề kiểm soát chính của bộ chuyển đổi vòng quay là làm thế nào để hoán đổi giữa các ngân hàng trong thời gian ngắn nhất có thể để tránh biến dạng đồng thời đảm bảo hai ngân hàng không tiến hành đồng thời.
Một bổ sung phổ biến cho mạch nguồn loại bỏ yêu cầu giữ cho một ngân hàng tắt là đặt một cuộn cảm có điều chỉnh ở giữa được gọi là cuộn cảm dòng điện tuần hoàn giữa các đầu ra của hai ngân hàng.
Cả hai ngân hàng hiện có thể tiến hành cùng nhau mà không cần rút ngắn nguồn điện. Ngoài ra, dòng điện tuần hoàn trong cuộn cảm giữ cho cả hai ngân hàng hoạt động mọi lúc, dẫn đến các dạng sóng đầu ra được cải thiện.
Thiết kế Cycloconverter sử dụng Thyristor
Dự án này được thiết kế để kiểm soát tốc độ của động cơ cảm ứng một pha trong ba bước bằng cách sử dụng kỹ thuật Cycloconverter của Thyristors. A.C Motors có lợi thế lớn là tương đối rẻ và rất đáng tin cậy.
Sơ đồ khối của CycloConverter dựa trên Thyristor
Yêu cầu về thành phần phần cứng
Nguồn điện DC 5V, Bộ vi điều khiển (AT89S52 / AT89C51), Optoisolator (MOC3021), Động cơ cảm ứng một pha, Nút ấn, SCR, IC LM358 , Điện trở, Tụ điện.
Phát hiện chéo điện áp không
Phát hiện chéo điện áp bằng không có nghĩa là dạng sóng điện áp cung cấp đi qua điện áp bằng không cho mỗi 10msec của chu kỳ 20msec. Chúng tôi đang sử dụng tín hiệu AC 50Hz, tổng khoảng thời gian chu kỳ là 20msec (T = 1 / F = 1/50 = 20msec), trong đó cứ mỗi nửa chu kỳ (tức là 10ms), chúng tôi phải nhận được tín hiệu bằng không.
Phát hiện chéo điện áp không
Điều này đạt được bằng cách sử dụng DC xung sau bộ chỉnh lưu cầu trước khi được lọc. Vì mục đích đó, chúng tôi đang sử dụng một diode chặn D3 giữa DC xung và tụ lọc để chúng ta có thể lấy DC xung để sử dụng.
DC xung được cấp cho bộ chia tiềm năng 6,8k và 6,8K để cung cấp đầu ra khoảng 5V xung từ xung 12V được kết nối với đầu vào không đảo ngược của chân so sánh 3. Ở đây, Op-amp được sử dụng như một bộ so sánh.
5V DC được cấp cho một dải phân cách tiềm năng 47k và 10K cung cấp đầu ra khoảng 1,06V và được kết nối với chân đầu vào đảo ngược số 2. Một điện trở 1K được sử dụng từ chân đầu ra 1 đến chân đầu vào 2 để phản hồi.
Như chúng ta đã biết nguyên tắc của bộ so sánh là khi đầu cuối không đảo lớn hơn đầu cuối đảo, thì đầu ra là mức logic cao (điện áp cung cấp). Do đó, DC xung trên chân số 3 được so sánh với DC 1,06V cố định ở chân số 2.
O / p của bộ so sánh này được đưa đến đầu cuối đảo ngược của bộ so sánh khác. Đầu nối không đảo ngược của chân so sánh số 5 này được cung cấp điện áp chuẩn cố định, tức là 2,5V lấy từ bộ chia điện áp được tạo thành bởi điện trở 10k và 10k.
Do đó, chúng tôi nhận được ZVR (Tham chiếu điện áp không) được phát hiện. ZVR này sau đó được sử dụng làm xung đầu vào cho Vi điều khiển.
Dạng sóng ZVS
Quy trình làm việc của Cycloconverter
Các kết nối mạch được hiển thị trong sơ đồ trên. Dự án sử dụng tham chiếu điện áp không như mô tả ở trên tại chân số. 13 của Vi điều khiển. Tám Opto - Bộ cách ly MOC3021 được sử dụng để điều khiển 8 SCR’s U2 đến U9.
4 SCR’s (bộ chỉnh lưu điều khiển bằng silicon) được sử dụng trong toàn cầu là đấu song song với một bộ 4 SCR’s như trong sơ đồ. Các xung kích hoạt do MC tạo ra theo chương trình được viết cung cấp điều kiện đầu vào cho Opto-isolator điều khiển SCR tương ứng.
Chỉ một Opto U17 điều khiển SCR U2 được hiển thị ở trên trong khi tất cả các Opto khác đều tương tự như trên sơ đồ mạch. SCR được dẫn trong 20ms từ cầu thứ nhất và 20ms tiếp theo từ cầu thứ hai để có đầu ra tại điểm không - 25 & 26, tổng khoảng thời gian của một chu kỳ AC là 40ms là 25 Hz.
Do đó F / 2 được cấp cho tải trong khi công tắc 1 đóng. Tương tự, đối với F / 3, sự dẫn truyền diễn ra trong 30ms ở cầu thứ nhất và 30ms tiếp theo từ cầu tiếp theo, sao cho tổng khoảng thời gian của 1 chu kỳ đến 60ms, lần lượt ở F / 3 trong khi công tắc -2 được vận hành.
Tần số cơ bản 50Hz có sẵn bằng cách kích hoạt trên một cặp từ cầu thứ nhất trong 10ms đầu tiên và trong 10ms tiếp theo từ cầu tiếp theo trong khi cả hai công tắc được giữ ở trạng thái 'TẮT'. Dòng điện ngược chạy trong các cổng của SCR là đầu ra của bộ cách ly Opto.
Các ứng dụng của Cycloconverter
Các ứng dụng bao gồm Điều khiển tốc độ của máy điện xoay chiều như Nó được sử dụng chủ yếu trong lực kéo điện, động cơ điện xoay chiều có tốc độ thay đổi và hệ thống sưởi cảm ứng.
- Động cơ đồng bộ
- Mill Drives
- Động cơ tàu
- Máy nghiền
Tôi hy vọng bạn đã hiểu rõ ràng chủ đề của Cycloconverter , nó là bộ biến tần từ mức này sang mức khác, có thể thay đổi nguồn AC từ tần số này sang nguồn AC ở tần số khác. Nếu có thêm thắc mắc về chủ đề này hoặc về các dự án điện và điện tử, hãy để lại phần bình luận bên dưới.
