Cycloconverters - mga uri, pagtatrabaho at application

Ang mga power supply ay maaaring maiuri sa dalawang malawak na kategorya, ang isa ay ang AC Power supply at ang isa ay DC power supply. Tulad ng alam nating ang lakas lamang ng AC ang maaaring mabuo at dahil mas matipid ito ginagamit namin ang AC para sa paghahatid at sa gayon ang karamihan sa mga de-koryenteng makina / aparato ay tumatakbo sa AC power. Ngunit ang pamantayan ng Boltahe at Dalas na ibinibigay mula sa mga Bumubuo ng mga istasyon ay maaaring hindi sapat na mahusay upang himukin ang ilang mga makina ng Pang-industriya. Sa mga kasong iyon, gumagamit kami ng mga converter at inverter upang i-convert ang isang form ng power supply sa isa pang form tulad ng sa iba't ibang rating ng boltahe, kasalukuyang rating o rating ng dalas. Ang isang Cycloconveter ay isang naturang converter na nagko-convert sa AC power sa isang dalas sa AC power ng isang adjustable frequency. Sa artikulong ito malalaman natin ang higit pa tungkol sa mga Cycloconverters na ito na gumagana at mga application.

Ano ang Cycloconverter?

Ang karaniwang kahulugan para Cycloconverters mula sa Wikipedia napupunta tulad ng sumusunod "A cycloconverter (CCV) o isang cycloinverter mga nagbalik-loob ng isang pare-pareho ang boltahe, pare-pareho ang dalas ng AC waveform sa isa pang AC waveform ng isang mas mababang dalas sa pamamagitan ng synthesizing ang output waveform mula segment ng AC supply ng walang isang intermediate DC link ”

Ang isang partikular na pag-aari ng Cycloconverters ay hindi ito gumagamit ng isang DC link sa proseso ng conversion sa gayon ginagawa itong lubos na mahusay. Ang pag-convert ay ginagawa sa pamamagitan ng paggamit ng mga power electronic switch na gusto ng Thyristors at paglipat sa kanila sa isang lohikal na pamamaraan. Karaniwan ang mga Thyristor na ito ay mapaghihiwalay sa dalawang kalahati, ang positibong kalahati at ang negatibong kalahati. Ang bawat kalahati ay gagawin upang magsagawa sa pamamagitan ng pag-on sa kanila sa bawat kalahating ikot ng form na AC sa gayon ay nagbibigay-daan sa daloy ng lakas na bi-itinuro. Sa ngayon isipin ang mga Cycloconverters bilang isang itim na kahon na kumukuha ng isang nakapirming Boltahe naayos na Frequency AC na lakas bilang input at nagbibigay ng isang variable na dalas, variable na Boltahe bilang output tulad ng ipinakita sa ilustrasyon sa ibaba.

Malalaman natin kung ano ang posibleng nangyayari sa loob ng itim na kahon na ito sa pagdaan namin sa artikulo.

Bakit kailangan natin ng Cycloconverters?

Okay, ngayon alam natin na ang Cycloconveters ay nagko-convert ng AC power ng naayos na dalas sa AC Power ng variable Frequency. Ngunit bakit kailangan nating gawin iyon? Ano ang bentahe ng pagkakaroon ng isang AC power supply na aling variable Frequency?

Ang sagot sa katanungang ito ay ang Control ng Bilis. Ang mga Cycloconveter ay malawakan na ginagamit para sa pagmamaneho ng malalaking motor tulad ng ginamit sa Rolling mills, Ball mills Cement kils atbp. Ang dalas ng isang Cycloconverters ay maaaring mabawasan hanggang sa zero na makakatulong sa amin na simulan ang napakalaking motor na may buong pagkarga sa pinakamaliit na bilis at pagkatapos ay dahan-dahang taasan ang bilis ng motor sa pamamagitan ng pagtaas ng dalas ng output. Bago ang pag-imbento ng mga Cycloconverters, ang mga malalaking motor na ito ay dapat na ganap na ma -load at pagkatapos ay simulan ang motor kailangan itong ma-load nang paunti-unti na magreresulta sa oras at pagkonsumo ng kuryente ng tao.

Mga uri ng Cycloconveter:

Batay sa dalas ng output at bilang ng yugto sa pag-input ng pinagmulan ng kuryente ng AC ang Cycloconverters ay maaaring maiuri sa ibaba

1. Mga Step-Up Cycloconverter

2. Mga Ste-Down Cycloconverter

Single-Phase hanggang Single-Phase Cycloconverter
Three-Phase to Single-Phase Cycloconverter
Three-Phase to Three-Phase Cycloconverter

Step-Up Cycloconverters: Step-Up CCV, tulad ng ipinapahiwatig ng pangalan sa ganitong uri ng CCV ay nagbibigay ng dalas ng output na mas malaki kaysa sa dalas ng pag-input. Ngunit hindi ito malawak na ginagamit dahil wala itong aplikasyon ng maliit na butil. Karamihan sa application ay mangangailangan ng dalas na mas mababa sa 50Hz na default na dalas dito sa India. Gayundin ang Step-Up CCV ay mangangailangan ng sapilitang pagbawas na nagdaragdag ng pagiging kumplikado ng circuit.

Step-Down Cycloconverters: Step-Down CCV, dahil maaari mo itong nahulaan na rin.. nagbibigay lamang ng isang dalas ng output na mas mababa pagkatapos ng dalas ng pag-input. Ito ang pinakakaraniwang ginagamit at gumagana sa tulong ng natural na pag-uusap kung kaya't medyo madali itong mabuo at mapatakbo. Ang Step-Down CCV ay karagdagang naiuri sa tatlong uri tulad ng ipinakita sa ibaba ay titingnan namin ang bawat isa sa mga uri na detalyado sa artikulong ito.

Pangunahing Prinsipyo sa likod ng mga Cycloconverter:

Bagaman mayroong tatlong magkakaibang uri ng Cycloconverters, ang pagtatrabaho ng mga ito ay magkatulad maliban sa bilang ng mga power electronic switch na naroroon sa circuit. Halimbawa ang isang solong yugto sa Single Phase CCV ay magkakaroon lamang ng 6 power electronic switch (SCR) habang ang isang Three Phase CCV ay maaaring magkaroon ng hanggang 32 switch.

Ang hubad na minimum para sa isang Cycloconverter ay ipinapakita sa itaas. Magkakaroon ito ng isang Switching circuit sa magkabilang panig ng Load, ang isang circuit ay gagana habang ang positibong kalahating ikot ng pinagmulan ng kuryente ng AC at ang iba pang circuit ay gagana habang ang negatibong kalahating siklo. Karaniwan ang switching circuit ay ipapakita gamit ang SCR bilang power electronic device, ngunit sa modernong CCV maaari mong makita ang SCR na pinalitan ng IGBT's at kung minsan kahit na ang MOSFETS.

Ang mga switching circuit ay kakailanganin din ng isang control circuit, na nagtuturo sa Power elektronikong aparato kung kailan magsasagawa at kailan dapat patayin. Ang control circuit na ito ay normal na magiging isang Microcontroller at maaari ring magkaroon ng isang puna mula sa output upang bumuo ng isang closed loop system. Maaaring makontrol ng gumagamit ang halaga ng dalas ng output sa pamamagitan ng pag-aayos ng mga parameter sa control circuit. Ginagamit ang mga diode sa nasa itaas na diagram upang kumatawan sa direksyon ng daloy ng kasalukuyang. Ang positibong switching circuit ay palaging nagmumula kasalukuyang sa load at ang negatibong switching circuit ay palaging lumulubog kasalukuyang mula sa load.

Single Phase to Single Phase Cycloconverters:

Ang Single Phase to Single Phase CCV ay napaka-bihirang ginagamit, ngunit upang maunawaan ang pagpapatakbo ng isang CCV dapat itong pag-aralan muna upang maunawaan natin ang Three Phase CCV. Ang Single Phase to Single Phase CCV ay may dalawang pares ng buong circuit ng rectifier ng alon, bawat isa ay binubuo ng apat na SCR. Ang isang hanay ay inilalagay nang tuwid habang ang isa ay inilalagay sa kontra-kahanay na direksyon tulad ng ipinakita sa larawan sa ibaba.

Ang lahat ng mga terminal ng gate ng SCR ay makakonekta sa isang control circuit na hindi ipinakita sa circuit sa itaas. Mananagot ang control circuit na ito para sa pagpapalitaw ng mga SCR. Upang maunawaan ang pagtatrabaho ng circuit ipaalam sa amin na ang pag-input ng AC supply ay 50Hz dalas at ang Load na maging isang purong resistive load at ang anggulo ng pagpapaputok ng SCR (α) na 0 °. Dahil ang anggulo ng pagpapaputok ay nasa 0 ° ang SCR kapag nakabukas ay kumikilos tulad ng isang diode sa pasulong na direksyon at kapag naka-off ay kumikilos tulad ng isang diode sa baligtad na direksyon. Pag-aralan natin ang form ng alon sa ibaba upang maunawaan kung paano ibinababa ang dalas gamit ang isang CCV

Ang alon ng dalas ng dalas ng boltahe ng suplay ay tinukoy ng Vs at ang form na alon ng dalas ng boltahe ng output ay naipahiwatig ni Vo. Sinusubukan naming i-convert ang dalas ng boltahe ng suplay sa 1/4 ^ika ng halaga nito. Kaya upang gawin iyon para sa unang dalawang siklo ng boltahe ng suplay gagamitin namin ang positibong Bridge rectifier at para sa sumusunod na susunod na dalawang cycle ay gagamitin namin ang negatibong pagwawasto ng tulay. Sa gayon mayroon kaming apat na positibong pulso sa positibong rehiyon at pagkatapos ay apat sa negatibong rehiyon tulad ng ipinakita sa output frequency waveform Vo. Ang kasalukuyang porma ng alon para sa circuit na ito ay magiging kapareho ng boltahe na porma ng alon dahil ang pagkarga ay ipinapalagay na pulos lumalaban. Bagaman ang laki ng waveform ay magbabago batay sa halaga ng paglaban ng pagkarga.

Ang dalas ng output ay kinakatawan gamit ang may tuldok na linya sa Vo waveform, dahil binabago lamang nito ang polarity para sa bawat dalawang siklo ng input waveform ang output frequency na may 1/4 ^ika ng input frequency, sa aming kaso para sa isang input frequency na 50Hz ang ang dalas ng output ay (1/4 * 50) sa paligid ng 12.5Hz. Ang dalas ng output na ito ay maaaring makontrol sa pamamagitan ng pag-iiba ng nagpapalitaw na mekanismo sa control circuit.

Tatlong Phase to Single Phase Cycloconverters:

Ang Three Phase to Single Phase CCV ay katulad din sa Single Phase to Single Phase CCV, ngunit dito ang input boltahe ay isang supply ng 3 Phase at ang output voltage ay isang supply ng Single Phase na may variable frequency. Ang circuit ay mukhang magkatulad din maliban kung kakailanganin namin ng 6 SCR sa bawat hanay ng Rectifier dahil kailangan naming itama ang boltahe ng 3 Phase AC.

Muli ang mga terminal ng gate ng SCR ay konektado sa control circuit para sa pagpapalitaw sa kanila at ang parehong mga pagpapalagay ay ginawa muli upang maunawaan ang gumana nang madali. Gayundin mayroong dalawang uri ng Three Phase to Single Phase CCVs, ang unang uri ay magkakaroon ng isang kalahating alon na tagatuwid para sa parehong Positive at Negative Bridge at ang pangalawang uri ay magkakaroon ng isang full-wave rectifier tulad ng ipinakita sa itaas. Ang unang uri ay hindi ginagamit madalas dahil sa hindi magandang kahusayan. Gayundin sa isang buong uri ng alon na pareho ang mga tulay na rectifier ay maaaring makabuo ng mga voltages sa parehong polarity, ngunit ang positibong converter ay maaaring magbigay ng kasalukuyang (mapagkukunan) lamang sa positibong direksyon at ang negatibong converter ay maaaring maubos ang kasalukuyang lamang sa negatibong direksyon. Pinapayagan nitong gumana ang CCV sa apat na Quadrants. Ang apat na quadrants na ito ay (+ V, + i) at (-V, -i) sa mode ng pagwawasto at (+ V, -i) at (-V,-i) sa inversion mode.

Tatlong Phase hanggang Tatlong Phase Cycloconverters:

Ang Three Phase to Three Phase CCV ang pinaka ginagamit dahil maaari nilang direktang magmaneho ng Three Phase tulad ng mga motor. Ang Load para sa isang Tatlong Phase CCV ay karaniwang magiging isang konektadong load ng Three Phase Star tulad ng pag-ikot ng stator ng isang Motor. Ang mga converter na ito ay kumukuha ng boltahe ng Three Phase AC na may nakapirming dalas bilang input at nagbibigay ng Three Phase AC voltage na may variable na dalas.

Mayroong dalawang uri ng Three Phase CCV, ang isa na mayroong kalahating alon converter at iba pa na may buong converter ng alon. Ang modelo ng Half wave converter ay tinatawag ding 18-thyristor Cycloconverters o 3-pulse Cycloconverters. Ang buong converter ng alon ay tinawag bilang 6-pulse Cycloconverters o 36-thyristor Cycloconverters. Ang isang 3-pulse Cycloconverter ay ipinapakita sa larawan sa ibaba

Narito mayroon kaming anim na hanay ng mga Rectifier na kung saan dalawa ang inilalaan para sa bawat yugto. Ang pagtatrabaho ng CCV na ito ay kapareho ng solong phase CCV maliban dito na maaaring maitama ng mga tagapagwawas ang kalahati lamang ng alon at pareho ang nangyayari para sa lahat ng tatlong yugto

Mga Aplikasyon:

Ang mga Cycloconverters ay mayroong isang malaking hanay ng pang-industriya na aplikasyon, ang mga sumusunod ay iilan

Mga Mills ng paggiling
Malakas na Makinang Paghuhugas
Mine Winders
Mga linya ng kuryente ng HVDC
Supply ng kuryente sa sasakyang panghimpapawid
SVG (Static VAR Generators)
Sistema ng Propulsion ng Barko