- Cycloconverter는 무엇입니까?
- Cycloconverter가 필요한 이유는 무엇입니까?
- Cycloconveters의 유형 :
- 사이클로 컨버터의 기본 원리 :
- 단상-단상 사이클로 컨버터 :
- 삼상-단상 사이클로 컨버터 :
- 3 상 ~ 3 상 사이클로 컨버터 :
- 신청 :
전원 공급 장치는 크게 두 가지 범주로 분류 할 수 있습니다. 하나는 AC 전원 공급 장치이고 다른 하나는 DC 전원 공급 장치입니다. 우리가 알고 있듯이 AC 전원 만 생성 할 수 있고 더 경제적이기 때문에 전송에 AC를 사용하므로 대부분의 전기 기계 / 장치는 AC 전원으로 작동합니다. 그러나 생성 스테이션에서 제공하는 표준 전압 및 주파수는 특정 산업 기계를 구동하기에 충분하지 않을 수 있습니다. 이 경우 컨버터와 인버터를 사용하여 한 형태의 전원 공급 장치를 다른 전압 정격, 전류 정격 또는 주파수 정격과 같은 다른 형태로 변환합니다. Cycloconveter는 한 주파수의 AC 전력을 가변 주파수의 AC 전력으로 변환하는 컨버터 중 하나입니다. 이 기사에서는 이러한 Cycloconverter의 작동 및 응용 프로그램에 대해 자세히 알아 봅니다.
Cycloconverter는 무엇입니까?
위키에서 Cycloconverters의 표준 정의에 간다 "A의 다음 사이클로 컨버터 (CCV) 또는 cycloinverter의 중간체없이 AC 전원의 세그먼트들로부터의 출력 파형을 합성함으로써, 낮은 주파수의 다른 AC 파형으로 변환하는 일정한 전압을 일정한 주파수의 AC 파형을 DC 링크”
Cycloconverters의 한 가지 특별한 속성은 변환 과정에서 DC 링크를 사용하지 않아 매우 효율적이라는 것입니다. 변환은 사이리스터와 같은 전력 전자 스위치를 사용하여 논리적으로 전환하여 수행됩니다. 일반적으로이 사이리스터는 양의 절반과 음의 절반으로 나뉩니다. 각 절반은 AC 형태의 각 절반주기 동안 돌려서 전도하여 양방향 전력 흐름을 가능하게합니다. 지금은 Cycloconverter를 고정 전압 고정 주파수 AC 전력을 입력으로 받아들이고 아래 그림과 같이 출력으로 가변 주파수, 가변 전압을 제공하는 블랙 박스로 상상해보십시오.
기사를 살펴보면서이 블랙 박스 내부에서 무슨 일이 벌어 질지 알게 될 것입니다.
Cycloconverter가 필요한 이유는 무엇입니까?
자, 이제 우리는 Cycloconveters가 고정 주파수의 AC 전력을 가변 주파수의 AC 전력으로 변환한다는 것을 압니다. 하지만 왜 그렇게해야합니까? 주파수가 가변적 인 AC 전원 공급 장치의 장점은 무엇입니까?
이 질문에 대한 답은 속도 제어 입니다. Cycloconveters는 Rolling mills, Ball mills Cement kils 등에 사용되는 것과 같은 대형 모터를 구동하는 데 광범위하게 사용됩니다. Cycloconverter의 출력 주파수를 0까지 줄일 수 있으므로 최소 속도에서 최대 부하로 매우 큰 모터를 시동 할 수 있습니다. 출력 주파수를 증가시켜 모터의 속도를 점진적으로 증가시킵니다. Cycloconverters가 발명되기 전에 이러한 대형 모터는 완전히 언로드되어야하며 모터를 시작한 후에는 점차적으로로드되어야하므로 시간과 인력이 소비됩니다.
Cycloconveters의 유형:
입력 AC 전원의 출력 주파수 및 위상 수에 따라 Cycloconverter는 다음과 같이 분류 할 수 있습니다.
1. 스텝 업 사이클로 컨버터
2. Ste-Down 사이클로 컨버터
- 단상-단상 사이클로 컨버터
- 3상에서 단상으로의 사이클로 컨버터
- 3 상 ~ 3 상 사이클로 컨버터
Step-Up Cycloconverters: Step-Up CCV는 이름에서 알 수 있듯이 이러한 유형의 CCV는 입력 주파수보다 더 큰 출력 주파수를 제공합니다. 그러나 입자 적용이 많지 않기 때문에 널리 사용되지 않습니다. 대부분의 애플리케이션은 인도의 기본 주파수 인 50Hz 미만의 주파수를 필요로합니다. 또한 Step-Up CCV는 회로의 복잡성을 증가시키는 강제 정류를 필요로합니다.
스텝 다운 사이클로 컨버터: 스텝 다운 CCV는 이미 잘 짐작했을 것입니다. 입력 주파수보다 낮은 출력 주파수를 제공합니다. 이들은 가장 일반적으로 사용되며 자연스러운 정류의 도움으로 작동하므로 비교적 구축 및 작동이 쉽습니다. Step-Down CCV는 아래에 표시된 것처럼 세 가지 유형으로 더 분류됩니다.이 기사에서는 이러한 유형 각각에 대해 자세히 살펴 보겠습니다.
사이클로 컨버터의 기본 원리:
세 가지 유형의 Cycloconverter가 있지만 회로에있는 전력 전자 스위치의 수를 제외하면 작동 방식이 매우 유사합니다. 예를 들어, 단상-단상 CCV에는 6 개의 전력 전자 스위치 (SCR) 만있는 반면 3 상 CCV에는 최대 32 개의 스위치가있을 수 있습니다.
Cycloconverter의 최소 최소값은 위에 나와 있습니다. 부하의 양쪽에 스위칭 회로가 있고 한 회로는 AC 전원의 양의 절반주기 동안 작동하고 다른 회로는 음의 절반주기 동안 작동합니다. 일반적으로 스위칭 회로는 SCR을 전력 전자 장치로 사용하여 시연되지만 최신 CCV에서는 SCR이 IGBT 및 때로는 MOSFETS로 대체되는 것을 찾을 수 있습니다.
스위칭 회로에는 전력 전자 장치에 언제 전도하고 꺼야 하는지를 알려주는 제어 회로도 필요합니다. 이 제어 회로는 일반적으로 마이크로 컨트롤러이며 출력에서 피드백을 받아 폐 루프 시스템을 형성 할 수 있습니다. 사용자는 제어 회로에서 매개 변수를 조정하여 출력 주파수 값을 제어 할 수 있습니다. 위 다이어그램의 다이오드가 사용됩니다. 전류 흐름의 방향을 나타냅니다. 포지티브 스위칭 회로는 항상 부하로 전류를 공급하고 네거티브 스위칭 회로는 항상 부하에서 전류를 싱크합니다.
단상-단상 사이클로 컨버터:
Single Phase to Single Phase CCV는 거의 사용되지 않지만 CCV의 작동을 이해하려면 먼저 삼상 CCV를 이해할 수 있도록 연구해야합니다. 단상-단상 CCV에는 각각 4 개의 SCR로 구성된 2 쌍의 전파 정류기 회로가 있습니다. 한 세트는 똑바로 배치되고 다른 세트는 아래 그림과 같이 역 평행 방향으로 배치됩니다.
SCR의 모든 게이트 단자는 위의 회로에 표시되지 않은 제어 회로에 연결됩니다. 이 제어 회로는 SCR을 트리거하는 역할을합니다. 회로의 작동을 이해하기 위해 입력 AC 전원이 50Hz 주파수이고 부하가 순수 저항 부하이고 SCR (α)의 발사 각도가 0 °라고 가정합니다. 발사 각도가 0 °이기 때문에 SCR을 켜면 순방향으로 다이오드처럼 작동하고 꺼지면 역방향으로 다이오드처럼 작동합니다. CCV를 사용하여 주파수가 어떻게 감소하는지 이해하기 위해 아래 파형을 분석해 보겠습니다.
공급 전압 주파수의 파형은 Vs로 표시되고 출력 전압 주파수의 파형은 Vo로 표시됩니다. 여기에서 우리는 1/4로 공급 전압 주파수 변환하려고하는 일 의 가치. 따라서 공급 전압의 처음 두 사이클에 대해서는 양의 브리지 정류기를 사용하고 다음 두 사이클에는 음의 브리지 정류기를 사용합니다. 따라서 출력 주파수 파형 Vo에서 볼 수 있듯이 포지티브 영역에 네 개의 포지티브 펄스가 있고 네거티브 영역에 네 개가 있습니다. 이 회로의 전류 파형은 부하가 순전히 저항성이라고 가정하므로 전압 파형과 동일합니다. 파형의 크기는 부하의 저항 값에 따라 변경됩니다.
단지 입력 파형 1/4 출력 주파수의 매 2 사이클의 극성을 변경하기 때문에, 출력 주파수는 Vo에 파형에 점선을 사용하여 표현되는 제 50 헤르츠의 입력 주파수에 대해 우리의 경우에있어서, 입력 주파수의 출력 주파수는 (1/4 * 50) 약 12.5Hz입니다. 이 출력 주파수는 제어 회로의 트리거링 메커니즘을 변경하여 제어 할 수 있습니다.
삼상-단상 사이클로 컨버터:
삼상-단상 CCV도 단상-단상 CCV와 유사하지만 여기서 입력 전압은 3 상 공급이고 출력 전압은 가변 주파수의 단일 위상 공급입니다. 회로는 또한 3 상 AC 전압을 정류해야하기 때문에 각 정류기 세트에 6 개의 SCR이 필요하다는 점을 제외하면 매우 유사 해 보입니다.
다시 SCR의 게이트 단자는 트리거링을 위해 제어 회로에 연결되며 작동을 쉽게 이해하기 위해 동일한 가정이 다시 이루어집니다. 또한 두 가지 종류의 삼상-단상 CCV가 있으며, 첫 번째 유형은 포지티브 및 네거티브 브리지 모두에 대해 반파 정류기를 가지며 두 번째 유형은 위에 표시된대로 전파 정류기를 갖습니다. 첫 번째 유형은 효율성이 낮기 때문에 자주 사용되지 않습니다. 또한 전파 유형에서 두 브리지 정류기는 두 극성 모두에서 전압을 생성 할 수 있지만 양극 변환기는 양극 방향으로 만 전류 (소스)를 공급할 수 있고 음극 변환기는 음극 방향으로 만 전류를 배출 할 수 있습니다. 이를 통해 CCV는 4 개의 사분면에서 작동 할 수 있습니다. 이 네 가지 사분면은 정류 모드의 (+ V, + i) 및 (-V, -i) 및 (+ V, -i) 및 (-V,-i) 반전 모드에서.
3 상 ~ 3 상 사이클로 컨버터:
3 상 ~ 3 상 CCV는 모터와 같은 3 상 부하를 직접 구동 할 수 있기 때문에 가장 많이 사용되는 CCV입니다. 3 상 CCV의 부하는 일반적으로 모터의 고정자 권선과 같은 3 상 스타 연결 부하입니다. 이 컨버터는 고정 주파수의 3 상 AC 전압을 입력으로 받아들이고 가변 주파수의 3 상 AC 전압을 제공합니다.
삼상 CCV에는 반파 변환기가있는 것과 전파 변환기가있는 다른 두 가지 유형이 있습니다. 반파 컨버터 모델은 18- 사이리스터 사이클로 컨버터 또는 3- 펄스 사이클로 컨버터라고도합니다. 전파 변환기는 6 펄스 사이클로 컨버터 또는 36- 사이리스터 사이클로 컨버터라고합니다. 3 펄스 Cycloconverter는 아래 그림과 같습니다.
여기에는 각 위상에 2 개가 할당 된 6 개의 정류기 세트가 있습니다. 이 CCV의 작동은 단상 CCV와 유사하지만 여기서 정류기가 파동의 절반 만 정류 할 수 있고 3 상 모두에 대해 동일하게 발생합니다.
신청:
Cycloconverters는 다양한 산업 응용 분야를 가지고 있으며 다음은 몇 가지입니다.
- 그라인딩 밀
- 무거운 세탁기
- 광산 와인 더
- HVDC 전력선
- 항공기 전력 공급
- SVG (정적 VAR 생성기)
- 선박 추진 시스템