Los convertidores de CA a CA se utilizan para convertir las formas de onda de CA con una frecuencia y magnitud en particular a una forma de onda de CA con otra frecuencia en otra magnitud. Esta conversión se requiere principalmente en el caso de control de velocidad de máquinas, también para aplicaciones de baja frecuencia y magnitud de voltaje variable. Sabemos que existen diferentes tipos de cargas que funcionan con diferentes tipos de fuentes de alimentación como suministro monofásico, trifásico, y los suministros también se pueden diferenciar en función del rango de voltaje y frecuencia.
Convertidor de CA a CA
¿Qué es el convertidor de CA a CA?
Requerimos un voltaje particular y una frecuencia particular para operar algunos dispositivos o máquinas especiales. Para control de velocidad de motores de inducción Los convertidores de CA a CA (cicloconvertidores) se utilizan principalmente. Para obtener una fuente de alimentación de CA deseada de la fuente de alimentación real, necesitamos algunos convertidores denominados convertidores de CA a CA.
Tipos de convertidores de CA a CA
Los convertidores de CA a CA se pueden clasificar en diferentes tipos:
- Convertidores de ciclo
- Convertidores CA a CA con enlace CC
- Convertidores de matriz
- Convertidores de matriz híbrida
1. Cicloconvertidores
Cicloconvertidores Se denominan principalmente cambiadores de frecuencia que convierten la energía CA con una frecuencia de entrada en energía CA con una frecuencia de salida diferente y también se pueden usar para cambiar la magnitud de la energía CA. Se prefieren los cicloconvertidores para evitar enlaces de CC y para evitar muchas etapas como CA a CC a CA, lo que no es económico y causa más pérdidas. El costo del enlace de CC requerido variará según los valores nominales de la fuente de alimentación que se utilice.
Cicloconvertidores
La figura anterior muestra el principio de funcionamiento de un cicloconvertidor en el que la frecuencia de la onda de entrada cambia al cambiar el ángulo de disparo aplicado a los tiristores. Al cambiar los tiristores de extremidad positiva y negativa, podemos obtener una frecuencia de salida variable que puede aumentar o disminuir la frecuencia en comparación con la frecuencia de entrada.
Los cicloconvertidores se clasifican en diferentes tipos según diferentes criterios
Los cicloconvertidores constan de dos ramas, a saber, la rama positiva también llamada convertidor positivo y la rama negativa también llamada convertidor negativo. El miembro positivo funciona durante el semiciclo positivo y el miembro negativo funciona durante el semiciclo negativo.
Clasificación de los cicloconvertidores según el modo de funcionamiento:
Cicloconvertidores en modo de bloqueo
Estos cicloconvertidores no necesitan ningún reactor limitador, ya que en este modo solo una rama, ya sea positiva o negativa, conduce a la vez, y la otra rama está bloqueada. Por lo tanto, esto se denomina cicloconvertidores en modo de bloqueo.
Cicloconvertidor en modo de corriente circulante
Estos cicloconvertidores necesitan un reactor limitador ya que tanto la rama positiva como la rama negativa conducen a la vez, y por lo tanto se coloca un reactor para limitar la corriente circulante. Como ambas ramas conducen al mismo tiempo, habrá una corriente circulante en el sistema y, por lo tanto, se denomina cicloconvertidor en modo de corriente circulante.
Clasificación de cicloconvertidores basada en el número de fases del voltaje de salida
Cicloconvertidores monofásicos
De nuevo, se clasifican en dos tipos según el número de fases de entrada.
Convertidor Cylco 1-Ø a 1- Ø
Convertidor Cylco 1-Ø a 1- Ø
Este cicloconvertidor convierte la forma de onda de CA monofásica con frecuencia de entrada y magnitud t en forma de onda de CA de salida con una magnitud y frecuencia diferentes.
Cicloconvertidor de fase 3-Ø a 1- Ø
Este cicloconvertidor tiene un suministro de CA trifásico con una frecuencia y magnitud de entrada y produce una salida como una forma de onda de CA monofásica con una frecuencia o magnitud de salida diferente.
Cicloconvertidor de fase trifásico a monofásico
Cicloconvertidor de 3 Ø a 3 Ø Fase
Cicloconvertidor de 3 Ø a 3 Ø Fase
Este cicloconvertidor tiene suministro de CA trifásico con frecuencia y magnitud de entrada y produce una salida como la forma de onda de CA trifásica con una frecuencia o magnitud de salida diferente.
Clasificación de cicloconvertidores basada en el ángulo de disparo de las extremidades positivas y negativas
Cicloconvertidores de envolvente
En este tipo de cicloconvertidores, el ángulo de disparo se fija tanto para los semiciclos positivos como para los negativos durante el semiciclo positivo. Para un convertidor positivo, el ángulo de disparo se establece en α = 0 °, y durante el semiciclo negativo, el ángulo de disparo se establece en α = 180 °.
De manera similar, para un convertidor negativo, el ángulo de disparo se establece en α = 180 °, durante el semiciclo positivo, y durante el semiciclo negativo, el ángulo de encendido se establece en α = 0 °.
Cicloconvertidores controlados por fase
Al usar este tipo de cicloconvertidores, podemos cambiar la magnitud del voltaje de salida además de la frecuencia de la salida. Ambos se pueden variar variando el ángulo de disparo del convertidor.
Cicloconvertidores controlados por fase
2. Convertidores de CA a CA con un enlace de CC
Los convertidores de CA a CA con un enlace de CC generalmente constan de un rectificador, un enlace de CC e inversor, ya que en este proceso el La CA se convierte en CC mediante el rectificador . Después de convertirse en CC, el enlace de CC se utiliza para almacenar energía de CC y luego se convierte nuevamente en CA mediante el uso del inversor. En la figura se muestra un circuito convertidor de CA a CA con un enlace de CC.
Los convertidores de CA a CA con un enlace de CC se clasifican en dos tipos:
Convertidor inversor de fuente de corriente
En este tipo de inversor, se utilizan uno o dos inductores en serie entre una o ambas ramas de la conexión entre el rectificador y el inversor. El rectificador utilizado aquí es un dispositivo de conmutación controlado por fase como el puente de tiristores.
Convertidor inversor de fuente de corriente
Convertidor inversor de fuente de voltaje
En este tipo de convertidor, el enlace de CC consta de un condensador en derivación y el rectificador consta de un puente de diodos. Se prefieren los puentes de diodos para cargas bajas, ya que la distorsión de la línea de CA y el factor de potencia bajo causados por el puente de diodos son menores que el puente de tiristores.
Sin embargo, los convertidores de CA a CA con un enlace de CC no se recomiendan para clasificaciones de alta potencia como el enlace de CC. componente pasivo la capacidad requerida aumenta con el aumento de la potencia nominal. Para almacenar alta potencia, necesitamos componentes pasivos voluminosos de alto almacenamiento de CC que no son económicos y eficientes, ya que las pérdidas también aumentan para el proceso de conversión de CA a CC y CC a CA.
Convertidor inversor de fuente de voltaje
3. Convertidores de matriz
Los convertidores de matriz se utilizan para convertir CA a CA directamente sin utilizar ningún enlace de CC para aumentar la confiabilidad y eficiencia del sistema al reducir el costo y las pérdidas del elemento de almacenamiento del enlace de CC.
El convertidor de matriz consta de interruptores bidireccionales que prácticamente no existen en la actualidad pero que se pueden realizar utilizando los IGBT, y estos son capaces de conducir corriente y bloquear voltaje de ambas polaridades.
Convertidores de matriz
Los convertidores de matriz se clasifican nuevamente en diferentes tipos según el número de componentes utilizados.
Convertidor de matriz dispersa
La función de un convertidor matricial disperso es idéntica a la del convertidor matricial directo, pero aquí el número de conmutadores necesarios es menor que el del convertidor matricial directo y, por tanto, la fiabilidad del sistema se puede mejorar reduciendo la complejidad del control.
Se requieren 18 diodos, 15 transistores y 7 potenciales de controlador aislados para un convertidor de matriz dispersa.
Convertidor de matrices muy disperso
El número de diodos aumenta con el número reducido de transistores en comparación con el convertidor de matriz escasa y, por lo tanto, debido al mayor número de diodos, las pérdidas de conducción son altas. La función del convertidor de matriz muy dispersa es similar a la del convertidor de matriz dispersa / directa.
Se requieren 30 diodos, 12 transistores y 10 potenciales de excitadores aislados para un convertidor de matriz muy escaso.
Convertidor de matriz ultra dispersa
Estos se utilizan para variadores de velocidad de baja dinámica ya que la etapa de entrada de este convertidor es unidireccional, y debido a esto, existe un desplazamiento de fase admisible entre la fundamental de la corriente de entrada y la tensión de entrada. De manera similar, para un voltaje de salida fundamental y la corriente de salida es de 30 °, y por lo tanto, estos se utilizan principalmente para unidades PSM de velocidad variable de baja dinámica.
Se requieren 12 diodos, 9 transistores y 7 potenciales de controlador aislados para el convertidor de matriz ultraescapada.
Convertidor de matriz híbrida
Los convertidores matriciales que convierten AC / DC / AC se denominan Convertidores de matriz híbrida , y similar a los convertidores matriciales, estos convertidores híbridos tampoco utilizan ningún condensador, inductor o enlace de CC.
Estos se clasifican nuevamente en dos tipos según la cantidad de etapas que toman para la conversión, si el voltaje y la corriente se convierten en una sola etapa, entonces ese convertidor se puede llamar convertidor híbrido de matriz directa.
Si el voltaje y la corriente se convierten en dos etapas diferentes, ese convertidor se puede llamar convertidor de matriz indirecta híbrida.
Ejemplo:
Cicloconvertidor usando tiristores
El proyecto de cicloconvertidor se refiere al control de velocidad de un motor de inducción monofásico mediante el uso de la técnica de cicloconvertidor con tiristores. Los motores de inducción son máquinas de velocidad constante que se utilizan con frecuencia en muchos electrodomésticos como lavadoras, bombas de agua y aspiradoras.
El circuito consta de un sistema de suministro (con transformador, rectificador y regulador para convertir CA a CC) está conectado al microcontrolador y el suministro de CA se mantiene en el cicloconvertidor. El microcontrolador está conectado con optoaislador y selección de modo. El cicloconvertidor está conectado con el motor.
Cicloconvertidor usando tiristores
La velocidad del motor de inducción se puede variar en tres pasos como F, F / 2 y F / 3. El microcontrolador está conectado con interruptores deslizantes y el estado de estos interruptores se puede variar de modo que el microcontrolador entregue los pulsos de activación apropiados al puente doble de tiristores del cicloconvertidor. Con la variación en los pulsos de activación, se puede variar la frecuencia de la forma de onda de salida del cicloconvertidor. Por lo tanto, se puede lograr el control de velocidad del motor de inducción monofásico.
Se trata de algunos de los convertidores de CA a CA junto con su breve discusión y principios de funcionamiento. Estos convertidores se encuentran principalmente en equipos de conversión de alta potencia relacionados con aplicaciones de control electrónico de potencia . Si desea más información e implementación práctica de estos convertidores, puede escribirnos comentando a continuación.
Créditos fotográficos:
- Convertidores AC a AC por siemens
- Cicloconvertidores por pantechsolutions
- Cicloconvertidores controlados por fase por nctu
- Fuente de voltaje y fuente de corriente Inversor por investigación gecko
- Convertidores de matriz por yaskawa
- Cicloconvertidor de 3 Ø a 3 Ø Fase de pantechsolutions
- Cylcoconverter 1-Ø a 1- Ø de archivos
- Cicloconvertidor de 3 Ø a 1 Ø de
