Convertidor dual: el nombre en sí indica que tiene dos convertidores. Es un dispositivo eléctrico que se encuentra principalmente en controladores de velocidad variable. Es un sistema de control de la electrónica de potencia para obtener cualquier polaridad CC de la rectificación de CA mediante el convertidor directo y el convertidor inverso. En un convertidor dual, dos convertidores se conectan juntos espalda con espalda.
Uno de los puentes funciona como un rectificador (convierte CA en CC) , otro medio puente funciona como inversor (convierte CC en CA) y se conecta comúnmente a una carga CC. Aquí tienen lugar dos procesos de conversión simultáneamente, por lo que se denomina convertidor dual. El convertidor dual puede proporcionar operaciones en cuatro cuadrantes. La operación de cuatro cuadrantes se muestra a continuación.
Operaciones de cuatro cuadrantes de convertidor doble
Principio de convertidor dual
El principio básico de funcionamiento del convertidor dual se puede explicar con referencia al diagrama equivalente simplificado del circuito de CC que se muestra en la figura siguiente. En esta representación simplificada, se hacen dos supuestos.
- Los convertidores duales son ideales, lo que significa que producen terminales de salida de CC pura sin contener ondulaciones.
- Se supone que cada convertidor de dos cuadrantes es una fuente de tensión continua controlable, conectada en serie con un diodo.
Aquí los diodos D1 y D2 representan las características de flujo de corriente unidireccional de los convertidores. Sin embargo, la dirección de la corriente puede ser de cualquier forma. Supongamos que el voltaje de salida promedio del convertidor 1 es V01 y el convertidor 2 es V02. Para hacer que la tensión de salida de los dos convertidores tenga la misma polaridad y magnitud, los ángulos de disparo de los tiristores deben controlarse.
Para saber más sobre el tiristor, siga el enlace: Características y conceptos básicos del tutorial de tiristor o rectificador controlado por silicio
Representación simplificada del convertidor dual ideal
Voltaje de salida promedio del convertidor monofásico = 2Vm COSα / π
Voltaje de salida promedio del convertidor trifásico = 3Vm COSα / π
Para el convertidor 1, el voltaje de salida promedio, V01 = Vmax COSα1
Para el convertidor 2, el voltaje de salida promedio, V02 = Vmax COSα2
El voltaje de salida está dado por,
El ángulo de disparo nunca puede ser mayor de 180. Entonces, α1 + α2 = 1800
Ángulo de disparo
Modos de funcionamiento del convertidor dual
Hay dos modos funcionales: modo de corriente no circulante y modo de circulación.
Modo de corriente no circulante
- Un convertidor funcionará a la vez. No hay corriente circulante entre los convertidores.
- Durante la operación del convertidor 1, el ángulo de disparo (α1) será 0<α1< 900(Vdc e Idc son positivos)
- Durante la operación del convertidor 2, el ángulo de disparo (α2) será 0<α2< 900(Vdc e Idc son negativos)
Modo de corriente circulante
- En este modo, ambos convertidores estarán en la condición de ENCENDIDO al mismo tiempo. Entonces hay corriente circulante.
- Los ángulos de disparo se ajustan de manera que α1 + α2 = 1800. El ángulo de disparo del convertidor 1 es α1 y el ángulo de disparo del convertidor 2 es α2.
- En este modo, el Convertidor 1 funciona como un rectificador controlado cuando el ángulo de disparo es 0<α1< 900y el convertidor 2 funciona como inversor cuando el ángulo de disparo es de 900 <α2< 1800. En esta condición, Vdc e Idc son positivos.
- El convertidor 1 funciona como inversor cuando el ángulo de disparo es de 900 <α1< 1800y el convertidor 2 funciona como un rectificador controlado cuando el ángulo de disparo es 0<α2< 900en esta condición, Vdc e Idc son negativos.
Convertidor dual monofásico
El golpe que se muestra en la figura muestra un convertidor dual monofásico que utiliza tiristores. Como se explicó anteriormente, en el convertidor dual monofásico utilizamos un circuito rectificador monofásico para convertir CA monofásica en CC estable.
El Convertidor 1 consta de Rectificador. Luego, la CC rectificada se alimenta a un filtro que elimina los pulsos de la CC rectificada y la convierte en CC pura mediante el filtrado.
Después de eso, esta CC pura se alimenta a la carga y, desde la carga, se le da al circuito inversor que convierte esta CC en CA y finalmente esta CA del inversor se toma como salida.
Convertidor dual monofásico
Convertidor dual trifásico
En el convertidor dual trifásico, utilizamos un rectificador trifásico que convierte el suministro de CA trifásico en CC. La estructura del convertidor es la misma que la del convertidor dual monofásico.
La salida del rectificador trifásico se alimenta al filtro y, después de filtrar, la CC pura se alimenta a la carga. Por último, el suministro de la carga se entrega al último puente que se invierte. Realiza el proceso de inversión del rectificador y convierte CC en CA trifásica, que es la salida.
Convertidor dual trifásico
Aplicaciones de Dual Converter
- Control de dirección y velocidad de motores DC.
- Aplicable donde sea que se requiera la CC reversible.
- Accionamientos DC de velocidad variable industriales.
Control de dirección y velocidad de motores de CC mediante convertidor dual
El convertidor dual es un sistema de control de electrónica de potencia para obtener la CC de polaridad de la rectificación de CA mediante el convertidor directo y el convertidor inverso. También puede hacer funcionar motores de CC en cualquier dirección con control de velocidad.
Este convertidor monofásico se logra mediante el uso de un par de un puente controlado por tiristores (4 SCR X 2) que permite que el motor de CC obtenga la polaridad inversa para cualquier dirección de rotación y el control de velocidad también se reduce en pasos por el microcontrolador que activa cada banco de SCR del puente de la debida interconectados a través de optoaisladores.
Se utiliza un par de interruptores para introducir una señal lógica para la salida deseada. Si se da la entrada de 230 voltios CA al puente SCR doble, podemos tener una carga de lámpara de 100 vatios y se verifica la polaridad de CC a través de la lámpara o se puede usar un motor de CC de baja potencia de 220 voltios.
Este proyecto utiliza 12 voltios de CA en la entrada y un motor de 12 voltios de CC para verificar la rotación en cualquier dirección a medida que se invierte la polaridad.
Para obtener más detalles sobre este proyecto, siga el enlace: Convertidor dual usando tiristores.
Espero que haya entendido claramente el tema del convertidor dual. Es un sistema de control de electrónica de potencia para obtener la CC de polaridad de la rectificación de CA mediante el convertidor de reenvío y el convertidor inverso. Si tiene más consultas sobre este tema o sobre los proyectos eléctricos y electrónicos, deje la sección de comentarios a continuación.
