Dans les applications industrielles, deux formes d'énergie électrique: courant continu (CC) et courant alternatif (CA) sont utilisées. Une tension constante et un courant alternatif constant sont directement disponibles. Cependant, pour différentes applications, différentes formes, différentes tensions et / ou différents courants sont nécessaires. Des convertisseurs sont nécessaires pour réaliser différentes formes. Ces convertisseurs sont classés comme redresseurs, hacheurs, onduleurs et cyclo-convertisseurs.
Un cycloconvertisseur est un appareil qui convertit la puissance CA à une fréquence en une puissance CA à une fréquence réglable mais inférieure sans aucun courant continu, ou CC, entre les deux. Il peut également être reconnu comme un chargeur à récurrence statique et contient des redresseurs régulés au silicium. Les cyclo-convertisseurs sont utilisés dans les très grands variateurs de fréquence avec des puissances allant de quelques mégawatts à plusieurs dizaines de mégawatts.
Le principe du cyclo-convertisseur est décrit ci-dessous en utilisant un cyclo-convertisseur monophasé vers monophasé.
Un cycloconvertisseur d'entrée monophasé est illustré ci-dessous (a) 50 Hz, (b) 25 Hz, (c) Une entrée monophasée de 12,5 Hz vers un cycloconvertisseur de sortie monophasé est illustré ci-dessous.
Le redresseur convertit le courant alternatif monophasé ou triphasé en tension continue variable. Les hacheurs passent d'une tension continue à une tension continue variable. Les onduleurs convertissent le courant continu en courant alternatif monophasé ou triphasé à fréquence variable d'amplitude variable. Les convertisseurs cycliques convertissent le courant alternatif monophasé ou triphasé en courant alternatif monophasé ou triphasé à fréquence variable d'amplitude variable. Un cycloconvertisseur a quatre thyristors divisés en une banque positive et négative de deux thyristors chacun.
Schéma de base du cycloconvertisseur:
Le cycloconvertisseur est connecté à l'entrée entre 30 et 31 comme indiqué ci-dessous. Le moteur est connecté entre 25 et 26.
En fonction des impulsions de déclenchement envoyées à un ensemble de 8 SCR entre leur grille et leur cathode, nous obtenons F ou F / 2 ou F / 3.
Cycloconvertisseur
Types de cycloconvertisseurs:
Il existe principalement deux types de cyclo-convertisseurs type de mode de blocage et type de mode de circulation. Lorsque le courant de charge est positif, le convertisseur positif fournit la tension requise et le convertisseur négatif est bloqué. Supposons que si le courant de charge est négatif, le convertisseur négatif fournit la tension et le convertisseur positif est bloqué. Cette opération est appelée opération en mode blocage. Les cyclo-convertisseurs qui utilisent cette méthode sont appelés cyclo-convertisseurs en mode blocage.
Par hasard, si les deux convertisseurs sont activés, l'alimentation sera court-circuitée. Pour éviter cela, un réacteur intergroupe (IGR) doit être connecté entre les convertisseurs. Si les deux convertisseurs sont activés, un courant de circulation est produit. Ceci est unidirectionnel car les thyristors permettent au courant de circuler dans un seul sens. Les cyclo-convertisseurs utilisant cette approche sont appelés convertisseurs de courant de circulation.
Cycloconvertisseurs en mode blocage:
Les cyclo-convertisseurs en mode blocage n’ont pas besoin de réacteur intergroupe (IGR). Dépend de la polarité, l'un des convertisseurs est activé. Le fonctionnement en mode de blocage présente certains avantages et inconvénients par rapport au fonctionnement en mode de circulation. Ils n’ont pas besoin de réacteurs, donc la taille et le coût sont moindres. Un seul convertisseur est en conduction à tout moment au lieu de deux. Pendant le temps de retard, le courant reste à zéro, ce qui déforme les formes d'onde de tension et de courant. Cette distorsion signifie des motifs harmoniques complexes.
Cycloconvertisseurs à courant de circulation:
Les deux convertisseurs fonctionnent à tout moment dans ce cas. Le gros inconvénient est qu'un IGR est nécessaire. Le nombre d'appareils connectés à celui-ci est le double de celui du cycloconvertisseur de courant de blocage.
Principes des cycloconvertisseurs:
Les principes de fonctionnement des cyclo-convertisseurs peuvent être classés dans les trois types suivants en fonction du type d'alimentation CA d'entrée appliqué au circuit.
Cycloconvertisseur monophasé à monophasé:
La compréhension des principes de fonctionnement des cyclo-convertisseurs doit commencer par un cycloconvertisseur monophasé à monophasé. Ce convertisseur a une connexion dos à dos de deux redresseurs pleine onde. Supposons que pour obtenir un quart de la tension d'entrée à la sortie, pendant les deux premiers cycles de Vs, le convertisseur positif fonctionne en fournissant du courant à la charge et il redresse la tension d'entrée. Au cours des deux cycles suivants, le convertisseur négatif fonctionne en fournissant du courant dans le sens inverse. Lorsque l'un des convertisseurs fonctionne, l'autre est désactivé de sorte qu'il n'y ait pas de courant circulant entre les redresseurs. Dans la figure ci-dessous, Vs représente la tension d'alimentation d'entrée et Vo est la tension de sortie requise qui est un quart de la tension d'alimentation.
Image pour un quart de la tension d'entrée à la sortie en utilisant un cycloconvertisseur monophasé à monophasé
Cycloconvertisseurs triphasés à monophasés:
Comme pour les convertisseurs ci-dessus, le cycloconvertisseur triphasé à monophasé applique une tension redressée à la charge. Les cycloconvertisseurs positifs fourniront un courant positif uniquement tandis que les convertisseurs négatifs fourniront uniquement un courant négatif. Les cyclo-convertisseurs peuvent fonctionner dans quatre quadrants: modes de redressement (+ v, + i), (+ v, -i) et modes d'inversion (-v, + i), (-v, -i). La polarité du courant détermine si le convertisseur positif ou négatif doit fournir de l'énergie à la charge. En cas de changement de polarité du courant, le convertisseur fournissant précédemment du courant est désactivé et l'autre est activé. Pendant l'inversion de polarité du courant, la tension moyenne fournie par les deux convertisseurs doit être égale.
Cycloconvertisseur triphasé à triphasé:
Deux configurations de base sont disponibles pour les convertisseurs cyclo triphasés tels que delta et étoile. Si les sorties du convertisseur ci-dessus sont connectées en étoile ou en triangle et si les tensions de sortie sont déphasées de 120 °, le convertisseur résultant est triphasé vers le convertisseur triphasé. Les convertisseurs triphasés sont principalement utilisés dans les systèmes d'entraînement de machines exécutant des machines synchrones et à induction triphasées.
Applications des cycloconvertisseurs:
Les cycloconvertisseurs peuvent produire des tensions de sortie riches en harmoniques. Lorsque les cyclo-convertisseurs sont utilisés pour une machine à courant alternatif en marche, l'inductance de fuite de la machine filtre la plupart des harmoniques haute fréquence et réduit la tension des harmoniques d'ordre inférieur.
Contrôle de la vitesse du moteur à induction monophasé
Les moteurs à induction monophasés sont largement utilisés dans de nombreuses applications. L'amélioration de ses performances signifie une grande économie de consommation d'énergie électrique. Un régulateur de vitesse basé sur cycloconvertisseur est proposé.
Contrôle de la vitesse du moteur à induction monophasé
Le schéma de circuit ci-dessus peut être utilisé pour contrôler la vitesse d'un moteur à induction monophasé en trois étapes à l'aide de cyclo-convertisseurs et de thyristors. Le circuit utilise un cycloconvertisseur commandé par thyristor qui permet le contrôle de la vitesse par étapes d'un moteur à induction. Pour la série 8051 de microcontrôleurs, une paire d'interrupteurs à glissière est fournie pour sélectionner la plage de vitesse requise de fonctionnement du moteur à induction. Ces commutateurs s'interfacent avec le microcontrôleur pour fournir les impulsions pour déclencher les SCR dans un double pont . Ainsi, la vitesse du moteur peut être obtenue en trois étapes.
Certaines autres applications où les cycloconvertisseurs peuvent être utilisés sont les entraînements de broyeurs à ciment, les entraînements de propulsion de navires, les laminoirs et les enrouleurs de mines, les machines à laver, les pompes à eau et également utilisés dans les industries. Si vous avez d'autres questions sur ce sujet ou sur l'électricité et projets électroniques laissez la section commentaires ci-dessous.
Crédit photo
- Cycloconvertisseur par wikimedia
