Bộ chuyển đổi điện AC là gì?

Chúng tôi yêu cầu một điện áp cụ thể và tần số cụ thể để vận hành một số thiết bị hoặc máy móc đặc biệt. Để điều khiển tốc độ của động cơ cảm ứng, bộ chuyển đổi AC sang AC (Cycloconverters) được sử dụng chủ yếu. Để có được nguồn điện AC mong muốn từ nguồn điện thực tế, chúng ta cần một số bộ chuyển đổi được gọi là bộ chuyển đổi AC sang AC.

Các loại bộ chuyển đổi AC sang AC
Bộ chuyển đổi AC sang AC có thể được phân loại thành các loại khác nhau:

Bộ chuyển đổi Cycl
Bộ chuyển đổi AC sang AC với liên kết DC
Bộ chuyển đổi ma trận
Bộ chuyển đổi ma trận kết hợp

  1. Cycloconverters
    Cycloconverters chủ yếu được gọi là bộ thay đổi tần số chuyển đổi nguồn điện xoay chiều có tần số đầu vào thành nguồn điện xoay chiều có tần số đầu ra khác và cũng có thể được sử dụng để thay đổi độ lớn của nguồn điện xoay chiều. Bộ biến tần được ưu tiên để tránh các liên kết DC và tránh nhiều giai đoạn như AC sang DC thành AC không kinh tế và gây ra nhiều tổn thất hơn. Chi phí của liên kết DC yêu cầu sẽ thay đổi tùy theo xếp hạng của nguồn điện cung cấp đang được sử dụng.

Cycloconverters
Cycloconverters
Hình trên cho thấy nguyên lý hoạt động của bộ chuyển đổi xyclon trong đó tần số sóng đầu vào thay đổi bằng cách thay đổi góc bắn được áp dụng cho các thyristor. Bằng cách chuyển đổi các thyristor chi tích cực và tiêu cực, chúng ta có thể nhận được tần số đầu ra thay đổi có thể là tần số bước lên hoặc tần số bước xuống so với tần số đầu vào.

Cycloconverters được phân loại thành các loại khác nhau dựa trên các tiêu chí khác nhau

Cycloconverters bao gồm hai chi cụ thể là chi Dương còn được gọi là bộ chuyển đổi tích cực và chi tiêu cực còn được gọi là bộ chuyển đổi âm. Positivelimb hoạt động trong nửa chu kỳ dương và chi tiêu cực hoạt động trong nửa chu kỳ âm.

PCBWay
Phân loại Cycloconverters Dựa trên Phương thức Hoạt động:
Chế độ chặn Cycloconverters
Các Cycloconverters này không cần bất kỳ lò phản ứng giới hạn nào vì trong chế độ này chỉ có một chi hoặc chi dương hoặc âm dẫn tại một thời điểm, và chi còn lại bị chặn. Do đó, điều này được gọi là Bộ chuyển đổi chu kỳ chế độ chặn.

Chế độ tuần hoàn Cycloconverter
Các lò phản ứng giới hạn Cycloconvertersneed này vì cả phần cực dương và phần cực âm đều dẫn điện tại một thời điểm, và do đó một lò phản ứng được đặt để hạn chế dòng điện tuần hoàn. Khi cả hai chi dẫn cùng một lúc, sẽ có một dòng điện tuần hoàn trong hệ thống, và do đó, nó được gọi là Bộ chuyển đổi dòng điện tuần hoàn.

Phân loại Cycloconverters dựa trên số giai đoạn của điện áp đầu ra

Bộ chuyển mạch Cycloconverters một pha
Chúng một lần nữa được phân loại thành hai loại dựa trên số lượng giai đoạn đầu vào.

1-Ø đến 1- Ø Cylcoconverter
1-Ø đến 1- Ø Cylcoconverter
1-Ø đến 1- Ø Cylcoconverter
Bộ chuyển đổi Cycloconverter này chuyển đổi dạng sóng AC một pha với tần số đầu vào và cường độ t thành dạng sóng AC đầu ra với cường độ và tần số khác.

3-Ø đến 1- Ø Pha Cycloconverter
Cycloconverter này có nguồn điện xoay chiều ba pha với tần số và cường độ đầu vào và tạo ra đầu ra là dạng sóng xoay chiều một pha với tần số hoặc cường độ đầu ra khác.

Bộ chuyển đổi Cycloconverter 3 pha đến 1 pha
Bộ chuyển đổi Cycloconverter 3 pha đến 1 pha
3-Ø đến 3-Ø Pha Cycloconverter
3-Ø đến 3-Ø Pha Cycloconverter
3-Ø đến 3-Ø Pha Cycloconverter
Cycloconverter này có nguồn điện xoay chiều ba pha với tần số và cường độ đầu vào và tạo ra đầu ra là dạng sóng xoay chiều ba pha với tần số hoặc cường độ đầu ra khác nhau.

Phân loại Cycloconverters dựa trên góc bắn của các chi tích cực và tiêu cực

Envelope Cycloconverters
Trong loại Cycloconverters này, góc bắn được cố định cho cả nửa chu kỳ dương và âm trong nửa chu kỳ dương. Đối với bộ chuyển đổi tích cực, góc bắn được đặt là α = 0 °, và trong nửa chu kỳ âm, góc bắn được đặt là α = 180 °.

Tương tự, đối với bộ chuyển đổi âm, góc bắn được đặt thành α = 180 °, trong nửa chu kỳ dương và trong nửa chu kỳ âm, góc bắn được đặt thành α = 0 °.

Bộ biến tần Cycloconverters điều khiển theo pha
Bằng cách sử dụng loại Cycloconverters này, chúng ta có thể thay đổi độ lớn của điện áp đầu ra ngoài tần số của đầu ra. Cả hai đều có thể thay đổi bằng cách thay đổi góc bắn của bộ chuyển đổi.

Bộ biến tần Cycloconverters điều khiển theo pha
Bộ biến tần Cycloconverters điều khiển theo pha

  1. Bộ chuyển đổi AC sang AC với một liên kết DC
    Bộ chuyển đổi AC sang AC có liên kết DC thường bao gồm bộ chỉnh lưu, liên kết DC và bộ nghịch lưu vì trong quá trình này, AC được chuyển đổi thành DC bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu. Sau khi được chuyển đổi thành DC, liên kết DC được sử dụng để lưu trữ nguồn DC, và sau đó một lần nữa nó được chuyển đổi thành AC bằng cách sử dụng biến tần. Mạch biến đổi xoay chiều sang xoay chiều có liên kết một chiều được thể hiện trong hình.

Bộ chuyển đổi AC sang AC có liên kết DC được phân thành hai loại:

Bộ biến tần nguồn hiện tại
Trong loại biến tần này, một hoặc hai cuộn cảm nối tiếp được sử dụng giữa một hoặc cả hai chi của kết nối giữa bộ chỉnh lưu và biến tần. Bộ chỉnh lưu được sử dụng ở đây là bộ chuyển đổi điều khiển theo pha

thiết bị chuyển mạch như Cầu Thyristor.

Bộ biến tần nguồn hiện tại
Bộ biến tần nguồn hiện tại
Bộ chuyển đổi biến tần nguồn điện áp
Trong loại bộ chuyển đổi này, liên kết DC bao gồm một tụ điện shunt và bộ chỉnh lưu bao gồm một cầu diode. Cầu diode được ưu tiên cho tải thấp vì độ méo dòng AC và hệ số công suất thấp do Cầu Diode gây ra ít hơn Cầu Thyristor.

Tuy nhiên, các bộ chuyển đổi AC sang AC có liên kết DC không được khuyến nghị cho xếp hạng công suất cao vì công suất yêu cầu của thành phần thụ động liên kết DC tăng lên khi xếp hạng công suất tăng. Để lưu trữ điện năng cao, chúng ta cần lưu trữ DC cao các thành phần thụ động cồng kềnh không kinh tế và hiệu quả vì tổn thất cũng tăng lên khi chuyển đổi AC sang DC và DC sang AC.

Bộ chuyển đổi biến tần nguồn điện áp
Bộ chuyển đổi biến tần nguồn điện áp

  1. Bộ chuyển đổi ma trận
    Bộ chuyển đổi ma trận được sử dụng để chuyển đổi AC sang AC trực tiếp mà không sử dụng bất kỳ liên kết DC nào để tăng độ tin cậy và hiệu quả của hệ thống bằng cách giảm chi phí và tổn thất của phần tử lưu trữ liên kết DC.
    Bộ chuyển đổi ma trận bao gồm các công tắc hai chiều thực tế không tồn tại hiện nay nhưng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng IGBT và chúng có khả năng dẫn dòng và chặn điện áp của cả hai cực.

Bộ chuyển đổi ma trận
Bộ chuyển đổi ma trận
Các bộ chuyển đổi ma trận lại được phân loại thành nhiều loại khác nhau dựa trên số lượng các thành phần được sử dụng.

Công cụ chuyển đổi ma trận thưa thớt
Chức năng của bộ chuyển đổi ma trận thưa giống với bộ chuyển đổi ma trận trực tiếp, nhưng ở đây số lượng công tắc cần thiết ít hơn bộ chuyển đổi ma trận trực tiếp, và do đó độ tin cậy của hệ thống có thể được cải thiện bằng cách giảm độ phức tạp điều khiển.
18 điốt, 15 bóng bán dẫn và 7 điện thế trình điều khiển cách ly được yêu cầu cho bộ chuyển đổi ma trận thưa thớt.

Công cụ chuyển đổi ma trận rất thưa thớt
Số lượng điốt được tăng lên với số lượng bóng bán dẫn giảm so với bộ chuyển đổi ma trận thưa thớt, và do đó, do số lượng điốt nhiều hơn, tổn thất dẫn truyền cao. Chức năng của bộ chuyển đổi ma trận rất thưa thớt tương tự như bộ chuyển đổi ma trận thưa / trực tiếp.

Cần có 30 điốt, 12 bóng bán dẫn và 10 điện thế trình điều khiển cách ly cho một bộ chuyển đổi ma trận rất thưa thớt.

Công cụ chuyển đổi ma trận siêu thưa
Chúng được sử dụng cho các bộ truyền động tốc độ biến đổi của động lực học thấp vì giai đoạn đầu vào của bộ chuyển đổi này là một chiều, và do đó, có sự dịch chuyển pha có thể chấp nhận được giữa điện áp cơ bản và đầu vào của dòng điện đầu vào. Tương tự, đối với điện áp đầu ra cơ bản và dòng điện đầu ra là 30 °, và do đó chúng chủ yếu được sử dụng cho các ổ đĩa PSM tốc độ thay đổi có động lực thấp.

12 điốt, 9 bóng bán dẫn và 7 điện thế trình điều khiển cách ly được yêu cầu cho bộ chuyển đổi ma trận siêu thưa.

Công cụ chuyển đổi ma trận kết hợp
Bộ chuyển đổi ma trận chuyển đổi AC / DC / AC được gọi là bộ chuyển đổi ma trận hỗn hợp và tương tự như bộ chuyển đổi ma trận, các bộ chuyển đổi hỗn hợp này cũng không sử dụng bất kỳ tụ điện hoặc cuộn cảm hoặc liên kết DC nào.

Chúng một lần nữa được phân loại thành hai loại dựa trên số lượng giai đoạn chúng thực hiện để chuyển đổi, nếu cả điện áp và dòng điện đều được chuyển đổi trong một giai đoạn duy nhất, thì bộ chuyển đổi đó có thể được gọi là Bộ chuyển đổi ma trận trực tiếp lai.

Nếu điện áp và dòng điện được chuyển đổi theo hai giai đoạn khác nhau, thì bộ chuyển đổi đó có thể được gọi là Bộ chuyển đổi ma trận gián tiếp lai.

Thí dụ:

Cycloconverter sử dụng Thyristor
Dự án cycloconverter liên quan đến việc điều khiển tốc độ của động cơ cảm ứng một pha bằng cách sử dụng kỹ thuật Cycloconverter với thyristor. Động cơ cảm ứng là loại máy có tốc độ không đổi thường được sử dụng trong nhiều thiết bị gia dụng như máy giặt, máy bơm nước và máy hút bụi.

Mạch bao gồm một hệ thống cung cấp (với biến áp, bộ chỉnh lưu và bộ điều chỉnh để chuyển đổi AC sang DC) được kết nối với vi điều khiển và nguồn cung cấp AC được duy trì tại cycloconverter. Bộ vi điều khiển được kết nối với bộ cảm biến quang học và lựa chọn chế độ. Bộ chuyển đổi xycloconverter được kết nối với động cơ.

Cycloconverter sử dụng Thyristor
Cycloconverter sử dụng Thyristor
Tốc độ của động cơ cảm ứng có thể thay đổi theo ba bước là F, F / 2 và F / 3. Bộ vi điều khiển được kết nối với các công tắc trượt và trạng thái của các công tắc này có thể thay đổi sao cho vi điều khiển sẽ cung cấp các xung kích hoạt thích hợp đến cầu kép Cycloconverter. Với sự thay đổi trong các xung kích hoạt, tần số của dạng sóng đầu ra của Cycloconverter có thể thay đổi. Do đó, điều khiển tốc độ của động cơ cảm ứng một pha có thể đạt được.

Đây là tất cả về một số bộ chuyển đổi AC sang AC cùng với cuộc thảo luận ngắn gọn và nguyên tắc làm việc của chúng. Các bộ chuyển đổi này hầu hết được tìm thấy trong các thiết bị chuyển đổi công suất cao liên quan đến các ứng dụng điều khiển điện tử công suất. Nếu bạn muốn biết thêm một số thông tin và cách triển khai thực tế của các bộ chuyển đổi này, bạn có thể viết thư cho chúng tôi bằng cách bình luận bên dưới.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *