En aplicaciones industriales, se utilizan dos formas de energía eléctrica, corriente continua (CC) y corriente alterna (CA). El voltaje constante y la corriente constante CA están disponibles directamente. Sin embargo, para diferentes aplicaciones, se necesitan diferentes formas, diferentes voltajes y / o diferentes corrientes. Se necesitan convertidores para lograr diferentes formas. Estos convertidores se clasifican en rectificadores, choppers, inversores y cicloconvertidores.
Un cicloconvertidor es un dispositivo que convierte CA, energía a una frecuencia en energía CA de una frecuencia ajustable pero más baja sin ninguna etapa de corriente continua o CC en el medio. También se puede reconocer como un cargador de repetición estática y contiene rectificadores regulados por silicio. Los cicloconvertidores se utilizan en unidades de frecuencia variable muy grandes con clasificaciones desde unos pocos megavatios hasta muchas decenas de megavatios.
El principio del cicloconvertidor se describe a continuación mediante el uso de cicloconvertidor monofásico a monofásico.
A continuación se muestra un cicloconvertidor de entrada monofásica (a) 50 Hz, (b) 25Hz, (c) A continuación se muestra una entrada monofásica de 12,5 Hz a un cicloconvertidor de salida monofásica.
El rectificador convierte de CA monofásica o trifásica a voltaje CC variable. Los choppers convierten de CC a voltaje de CC variable. Los inversores convierten de CC a CA monofásica o trifásica de frecuencia variable de magnitud variable. Los convertidores cíclicos se convierten de CA monofásica o trifásica a CA monofásica o trifásica de frecuencia variable de magnitud variable. Un cicloconvertidor tiene cuatro tiristores divididos en un banco positivo y negativo de dos tiristores cada uno.
Esquema básico del cicloconvertidor:
El cicloconvertidor está conectado a una entrada entre 30 y 31 como se muestra a continuación. El motor está conectado entre 25 y 26.
Dependiendo de los pulsos de activación alimentados a un conjunto de 8 SCR entre su puerta y cátodo, obtenemos F o F / 2 o F / 3.
Cicloconvertidor
Tipos de cicloconvertidores:
Hay principalmente dos tipos de cicloconvertidores: tipo de modo de bloqueo y tipo de modo de circulación. Cuando la corriente de carga es positiva, el convertidor positivo suministra el voltaje requerido y el convertidor negativo se bloquea. Suponga que si la corriente de carga es negativa, entonces el convertidor negativo suministra el voltaje y el convertidor positivo está bloqueado. Esta operación se denomina operación en modo de bloqueo. Los cicloconvertidores que utilizan este método se denominan cicloconvertidores en modo de bloqueo.
Por casualidad, si ambos convertidores están habilitados, entonces el suministro se cortocircuitará. Para evitar esto, se debe conectar un reactor intergrupal (IGR) entre los convertidores. Si ambos convertidores están habilitados, se produce una corriente circulante. Esto es unidireccional porque los tiristores permiten que la corriente fluya en una sola dirección. Los cicloconvertidores que utilizan este enfoque se denominan convertidores de corriente circulante.
Cicloconvertidores en modo de bloqueo:
Los cicloconvertidores en modo de bloqueo no necesitan ningún reactor intergrupal (IGR). Depende de la polaridad, uno de los convertidores está habilitado. La operación en modo de bloqueo tiene algunas ventajas y desventajas sobre la operación en modo de circulación. No necesitan reactores, por lo que el tamaño y el costo son menores. Solo un convertidor está en conducción en todo momento en lugar de dos. Durante el tiempo de retardo, la corriente permanece en cero distorsionando las formas de onda de voltaje y corriente. Esta distorsión significa patrones armónicos complejos.
Cicloconvertidores de corriente circulante:
Ambos convertidores funcionan en todo momento en este caso. La gran desventaja es que se necesita un IGR. El número de dispositivos que se conectan a este es el doble que el de bloqueo del cicloconvertidor actual.
Principios de los cicloconvertidores:
Los principios de funcionamiento de los cicloconvertidores se pueden clasificar en los siguientes tres tipos según el tipo de suministro de CA de entrada aplicado al circuito.
Cicloconvertidor monofásico a monofásico:
La comprensión de los principios de funcionamiento de los cicloconvertidores debe comenzar con un cicloconvertidor monofásico a monofásico. Este convertidor tiene conexión espalda con espalda de dos rectificadores de onda completa. Suponga que para obtener un cuarto del voltaje de entrada en la salida, durante los primeros dos ciclos de Vs, el convertidor positivo opera suministrando corriente a la carga y rectifica el voltaje de entrada. En los siguientes dos ciclos, el convertidor negativo opera suministrando corriente en la dirección inversa. Cuando uno de los convertidores funciona, el otro está desactivado para que no circule corriente entre los rectificadores. En la siguiente figura, Vs representa el voltaje de suministro de entrada y Vo es el voltaje de salida requerido, que es un cuarto del voltaje de suministro.
Imagen para un cuarto del voltaje de entrada en la salida usando un cicloconvertidor monofásico a monofásico
Cicloconvertidores trifásicos a monofásicos:
Al igual que los convertidores anteriores, el cicloconvertidor trifásico a monofásico aplica voltaje rectificado a la carga. Los cicloconvertidores positivos solo suministrarán corriente positiva, mientras que los convertidores negativos solo suministrarán corriente negativa. Los cicloconvertidores pueden operar en cuatro cuadrantes como modos de rectificación (+ v, + i), (+ v, -i) y modos de inversión (-v, + i), (-v, -i). La polaridad de la corriente determina si el convertidor positivo o negativo debe suministrar energía a la carga. Cuando hay un cambio en la polaridad de la corriente, se deshabilita el convertidor que suministraba corriente anteriormente y se habilita el otro. Durante la inversión de polaridad actual, el voltaje promedio suministrado por ambos convertidores debe ser igual.
Cicloconvertidor trifásico a trifásico:
Hay dos configuraciones básicas disponibles para los cicloconvertidores trifásicos, como delta y estrella. Si las salidas del convertidor anterior están conectadas en estrella o delta y si los voltajes de salida están desfasados en 120º, el convertidor resultante es trifásico al convertidor trifásico. Los convertidores trifásicos se utilizan principalmente en sistemas de accionamiento de máquinas que ejecutan máquinas trifásicas síncronas y de inducción.
Aplicaciones de los cicloconvertidores:
Los cicloconvertidores pueden producir voltajes de salida ricos en armónicos. Cuando se utilizan cicloconvertidores para una máquina de CA en funcionamiento, la inductancia de fuga de la máquina filtra la mayoría de los armónicos de alta frecuencia y reduce el voltaje de los armónicos de orden inferior.
Control de la velocidad del motor de inducción monofásico
Los motores de inducción monofásicos se utilizan ampliamente en muchas aplicaciones. Las mejoras en su rendimiento suponen un gran ahorro en el consumo de energía eléctrica. Un controlador de velocidad basado en cicloconvertidor esta propuesto.
Control de velocidad del motor de inducción monofásico
El diagrama de circuito anterior se puede utilizar para controlar la velocidad de un motor de inducción monofásico en tres pasos mediante el uso de cicloconvertidores y tiristores. El circuito utiliza un cicloconvertidor controlado por tiristores que permite el control de la velocidad en pasos de un motor de inducción. Para la serie 8051 de microcontroladores, se proporcionan un par de interruptores deslizantes para seleccionar el rango de velocidad requerido de operación del motor de inducción. Estos interruptores interactúan con el microcontrolador para entregar los pulsos para activar los SCR en un puente doble . Por lo tanto, la velocidad del motor se puede lograr en tres pasos.
Algunas otras aplicaciones en las que se pueden utilizar cicloconvertidores son accionamientos de molinos de cemento, accionamientos de propulsión de barcos, laminadores y bobinadoras de minas, lavadoras, bombas de agua y también se utilizan en industrias. Si tiene más consultas sobre este tema o sobre la electricidad y proyectos electronicos deje la sección de comentarios a continuación.
Autor de la foto
- Cicloconvertidor de wikimedia
