Le cycloconvertisseur est un convertisseur de fréquence d'un niveau à un autre, qui peut changer le courant alternatif d'une fréquence en courant alternatif à une autre fréquence. Ici, un Processus de conversion AC-AC se fait avec un changement de fréquence. Par conséquent, il est également appelé changeur de fréquence. Normalement, la fréquence de sortie est inférieure à la fréquence d'entrée. La mise en œuvre du circuit de commande est compliquée en raison du grand nombre de SCR. Le microcontrôleur ou DSP ou microprocesseur est utilisé dans les circuits de contrôle.
CycloConverter
Un cyclo-convertisseur peut réaliser une conversion de fréquence en un seul étage et garantit que la tension et les fréquences sont contrôlables. De plus, la nécessité d'utiliser commutation circuits n'est pas nécessaire car il utilise une commutation naturelle. Le transfert de puissance au sein d'un cycloconvertisseur se produit dans deux directions.
Il existe deux types de cycloconvertisseurs
Step Up Cycloconverter:
Ces types utilisent une commutation normale et donnent une sortie à des fréquences plus élevées que celle de l'entrée.
Cycloconvertisseur abaisseur:
Ce type utilise une commutation forcée et donne une sortie avec une fréquence inférieure à celle de l'entrée.
Les cyclo-convertisseurs sont en outre classés en trois catégories comme indiqué ci-dessous.
Monophasé à Monophasé
Ce cycloconvertisseur dispose de deux convertisseurs pleine onde connectés dos à dos. Si un convertisseur fonctionne, l'autre est désactivé, aucun courant ne le traverse.
Triphasé à Monophasé
Ce cycloconvertisseur fonctionne en quatre quadrants qui sont (+ V, + I) et (-V, -I) étant les modes de redressement et (+ V, -I) et (-V, + I) étant les modes d'inversion.
Triphasé à Triphasé
Ce cycloconvertisseur est principalement utilisé dans les systèmes de machines à courant alternatif qui fonctionnent sur des machines triphasées à induction et synchrones.
Introduction du cycloconvertisseur monophasé à monophasé utilisant des thyristors
Le cycloconvertisseur a quatre thyristors divisés en deux Banques de thyristors , c'est-à-dire une banque positive et une banque négative de chacun. Lorsque le courant positif circule dans la charge, la tension de sortie est contrôlée par le contrôle de phase des deux thyristors à matrice positive, tandis que les thyristors à matrice négative sont maintenus éteints et vice versa lorsque le courant négatif circule dans la charge.
Illustration opérationnelle du cycloconvertisseur monophasé
Les formes d'onde de sortie parfaites pour un courant de charge sinusoïdal et divers angles de phase de charge sont illustrées dans la figure ci-dessous. Il est important de garder le réseau de thyristors non conducteur éteint à tout moment, sinon le secteur pourrait être court-circuité via les deux réseaux de thyristors, entraînant une distorsion de la forme d'onde et une éventuelle défaillance de l'appareil due au courant de court-circuit.
Une forme d'onde de sortie idéalisée
Un problème majeur de contrôle du cyclo-convertisseur est de savoir comment permuter entre les banques dans les plus brefs délais pour éviter toute distorsion tout en garantissant que les deux banques ne conduisent pas en même temps.
Un ajout courant au circuit d'alimentation qui supprime l'obligation de garder une batterie hors tension est de placer une inductance à prise centrale appelée inductance de courant de circulation entre les sorties des deux batteries.
Les deux banques peuvent désormais conduire ensemble sans court-circuiter le secteur. En outre, le courant de circulation dans l'inductance maintient les deux banques en fonctionnement tout le temps, ce qui se traduit par des formes d'onde de sortie améliorées.
Conception d'un cycloconvertisseur utilisant des thyristors
Ce projet est conçu pour contrôler la vitesse d'un moteur à induction monophasé en trois étapes en utilisant une technique Cycloconverter par Thyristors. Les moteurs à courant alternatif ont les grands avantages d'être relativement peu coûteux et très fiables.
Schéma fonctionnel du CycloConverter à thyristors
Exigence des composants matériels
Alimentation CC de 5 V, Microcontrôleur (AT89S52 / AT89C51), Optoisolator (MOC3021), moteur à induction monophasé, boutons-poussoirs, SCR, LM358 IC , Résistances, condensateurs.
Détection croisée de tension nulle
Détection croisée de tension nulle signifie la forme d'onde de tension d'alimentation qui passe par une tension nulle toutes les 10 ms d'un cycle de 20 ms. Nous utilisons un signal CA de 50 Hz, la durée totale du cycle est de 20 ms (T = 1 / F = 1/50 = 20 ms) dans laquelle, pour chaque demi-cycle (c'est-à-dire 10 ms), nous devons obtenir zéro signal.
Détection croisée de tension nulle
Ceci est réalisé en utilisant un courant continu pulsé après le pont redresseur avant d'être filtré. Pour cela, nous utilisons une diode de blocage D3 entre DC pulsé et le condensateur de filtrage afin que nous puissions obtenir un courant continu pulsé à utiliser.
Le courant continu pulsé est donné à un diviseur de potentiel de 6,8k et 6,8K pour fournir une sortie d'environ 5V pulsant à partir de 12V pulsée qui est connectée à l'entrée non inverseuse de la broche du comparateur 3. Ici, le L'ampli-op est utilisé comme comparateur.
Le 5V DC est donné à un diviseur de potentiel de 47k et 10K qui donne une sortie d'environ 1,06V et qui est connectée à la broche d'entrée inverseuse n ° 2. Une résistance de 1K est utilisée de la broche de sortie 1 à la broche d'entrée 2 pour la rétroaction.
Comme nous le savons, le principe d'un comparateur est que lorsque la borne non inverseuse est supérieure à la borne inverseuse, alors la sortie est logique haut (tension d'alimentation). Ainsi, le courant continu pulsé sur la broche n ° 3 est comparé au courant continu fixe de 1,06 V sur la broche n ° 2.
L'o / p de ce comparateur est fourni à la borne inverseuse d'un autre comparateur. La borne non inverseuse de cette broche de comparateur n ° 5 reçoit une tension de référence fixe, c'est-à-dire 2,5 V prélevée sur un diviseur de tension formé par des résistances de 10k et 10k.
Ainsi, nous obtenons ZVR (Zero Voltage Reference) détecté. Ce ZVR est ensuite utilisé comme impulsions d'entrée vers le microcontrôleur.
Forme d'onde ZVS
Procédure de travail du cycloconvertisseur
Les connexions du circuit sont illustrées dans le schéma ci-dessus. Le projet utilise une référence de tension nulle comme décrit ci-dessus à la broche no. 13 du microcontrôleur. Huit Opto - Isolateurs Les MOC3021 sont utilisés pour piloter 8 SCR U2 à U9.
4 SCR (redresseurs contrôlés au silicium) utilisé en pont complet est en antiparallèle avec un autre jeu de 4 SCR comme indiqué sur le schéma. Les impulsions de déclenchement ainsi générées par le MC selon le programme écrit fournissent une condition d'entrée à l'opto-isolateur qui commande le SCR respectif.
Un seul Opto U17 pilotant le SCR U2 est illustré ci-dessus, tandis que tous les autres sont similaires selon le schéma de circuit. Le SCR passe 20 ms à partir du 1er pont et les 20 ms suivants à partir du 2ème pont pour obtenir la sortie à un point n ° 25 et 26, la période totale d'un cycle CA de 40 ms, soit 25 Hz.
Ainsi F / 2 est fourni à la charge pendant que l'interrupteur 1 est fermé. De même, pour F / 3, la conduction a lieu pendant 30 ms dans le premier pont et 30 ms à partir du pont suivant, de sorte qu'une période de temps totale de 1 cycle arrive à 60 ms qui à son tour en F / 3 pendant que le commutateur -2 est actionné.
La fréquence fondamentale de 50 Hz est disponible en déclenchant sur une paire du 1er pont pendant les 10 premiers ms et pendant les 10 ms suivants à partir du pont suivant alors que les deux commutateurs sont maintenus en état «OFF». Le courant inverse circulant dans les portes des SCR est une sortie opto-isolateur.
Applications du cycloconvertisseur
Les applications incluent le contrôle de la vitesse des machines à courant alternatif comme Il est principalement utilisé dans la traction électrique, les moteurs à courant alternatif à vitesse variable et le chauffage par induction.
- Moteurs synchrones
- Entraînements du moulin
- Propulsions de navire
- Broyeurs
J'espère que vous avez bien compris le sujet du cycloconvertisseur , c'est un convertisseur de fréquence d'un niveau à un autre, qui peut changer le courant alternatif d'une fréquence en courant alternatif à une autre fréquence. Si vous avez d'autres questions sur ce sujet ou sur les projets électriques et électroniques, laissez la section commentaires ci-dessous.
