Cicloconversor é um conversor de frequência de um nível para outro, que pode alterar a energia CA de uma frequência para a energia CA em outra frequência. Aqui, um Processo de conversão AC-AC é feito com uma mudança de frequência. Por isso, também é conhecido como trocador de frequência. Normalmente, a frequência de saída é menor que a frequência de entrada. A implementação do circuito de controle é complicada devido ao grande número de SCRs. O microcontrolador ou DSP ou microprocessador é usado em circuitos de controle.
CycloConverter
Um ciclo-conversor pode alcançar a conversão de frequência em um estágio e garante que a tensão e as frequências sejam controláveis. Além disso, a necessidade de usar circuitos de comutação não é necessário porque utiliza comutação natural. A transferência de energia dentro de um cicloconversor ocorre em duas direções.
Existem dois tipos de cicloconversores
Cicloconversor Step Up:
Esses tipos usam comutação normal e fornecem uma saída em frequências mais altas do que a de entrada.
Cicloconversor de redução:
Este tipo usa comutação forçada e resulta em uma saída com uma frequência inferior à da entrada.
Os ciclo-conversores são ainda classificados em três categorias, conforme discutido abaixo.
Monofásico para monofásico
Este cicloconversor possui dois conversores de onda completa conectados costas com costas. Se um conversor estiver operando, o outro está desabilitado, nenhuma corrente passa por ele.
Trifásico para Monofásico
Este Cicloconversor opera em quatro quadrantes que são (+ V, + I) e (−V, −I) os modos de retificação e (+ V, −I) e (−V, + I) os modos de inversão.
Trifásico para Trifásico
Este cicloconversor é usado principalmente em sistemas de máquinas CA que operam em máquinas síncronas e de indução trifásicas.
Introdução do cicloconversor monofásico para monofásico usando tiristores
O Cicloconversor possui quatro tiristores divididos em dois Bancos de tiristores , ou seja, um banco positivo e um banco negativo de cada. Quando a corrente positiva flui na carga, a tensão de saída é controlada pelo controle de fase dos dois tiristores do arranjo positivo, enquanto os tiristores do arranjo negativo são mantidos desligados e vice-versa quando a corrente negativa flui na carga.
Ilustração operacional do cicloconversor monofásico
As formas de onda de saída perfeitas para uma corrente de carga sinusoidal e vários ângulos de fase de carga são mostradas na Figura abaixo. É importante manter o arranjo não condutor do tiristor desligado o tempo todo, caso contrário, a rede pode entrar em curto-circuito por meio dos dois arranjos do tiristor, resultando em distorção da forma de onda e possível falha do dispositivo devido à corrente de curto.
Formas de onda de saída idealizadas
Um grande problema de controle do ciclo-conversor é como fazer a troca entre os bancos no menor tempo possível para evitar distorções e, ao mesmo tempo, garantir que os dois bancos não conduzam ao mesmo tempo.
Um acréscimo comum ao circuito de força que remove a necessidade de manter um banco desligado é colocar um indutor central com derivação, chamado indutor de corrente circulante, entre as saídas dos dois bancos.
Ambos os bancos podem agora conduzir juntos sem causar curto na rede. Além disso, a corrente circulante no indutor mantém os dois bancos operando o tempo todo, resultando em formas de onda de saída aprimoradas.
Projeto de cicloconversor usando tiristores
Este projeto foi desenvolvido para controlar a velocidade de um motor de indução monofásico em três etapas usando uma técnica de Cicloconversor por Tiristores. Os motores A.C têm as grandes vantagens de serem relativamente baratos e muito confiáveis.
Diagrama de Bloco do Cicloconversor Baseado em Tiristor
Requisitos de componentes de hardware
Fonte de alimentação DC de 5V, Microcontrolador (AT89S52 / AT89C51), Optoisolador (MOC3021), motor de indução monofásico, botões de pressão, SCR, LM358 IC , Resistores, Capacitores.
Detecção Cruzada de Tensão Zero
A detecção cruzada de tensão zero significa a forma de onda da tensão de alimentação que passa pela tensão zero a cada 10 ms de um ciclo de 20 ms. Estamos usando um sinal CA de 50 Hz, o período de tempo total do ciclo é de 20 ms (T = 1 / F = 1/50 = 20 ms) em que, para cada meio ciclo (ou seja, 10 ms), temos que obter sinais zero.
Detecção Cruzada de Tensão Zero
Isso é obtido usando CC pulsante após a ponte retificadora antes de ser filtrada. Para esse efeito, estamos usando um diodo de bloqueio D3 entre DC pulsante e o capacitor de filtro para que possamos obter CC pulsante para uso.
A CC pulsante é fornecida ao divisor de potencial de 6,8k e 6,8K para fornecer uma saída de cerca de 5 V pulsante de 12 V que está conectada à entrada não inversora do pino comparador 3. Aqui, o Op-amp é usado como um comparador.
O 5V DC é dado a um divisor potencial de 47k e 10K que dá uma saída de cerca de 1,06 V e que está conectada ao pino de entrada inversora nº 2. Uma resistência de 1K é usada do pino de saída 1 para o pino de entrada 2 para feedback.
Como sabemos, o princípio de um comparador é que quando o terminal não inversor é maior do que o terminal inversor, a saída é lógica alta (tensão de alimentação). Assim, a CC pulsante no pino nº 3 é comparada com a CC 1,06 V fixa no pino nº 2.
O o / p deste comparador é alimentado ao terminal inversor de outro comparador. O terminal não inversor deste pino comparador no 5 recebe uma voltagem de referência fixa, isto é, 2,5 V tomada de um divisor de voltagem formado por resistores de 10k e 10k.
Assim, obtemos ZVR (Zero Voltage Reference) detectado. Este ZVR é então usado como pulsos de entrada para o microcontrolador.
ZVS Waveform
Procedimento de Trabalho do Cicloconversor
As conexões do circuito são mostradas no diagrama acima. O projeto usa referência de tensão zero conforme descrito acima no pino no. 13 do microcontrolador. Oito Opto - Isoladores MOC3021 são usados para conduzir 8 SCRs U2 a U9.
4 SCRs (retificadores controlados de silício) usado em ponte completa é antiparalelo com outro conjunto de 4 SCRs, conforme mostrado no diagrama. Os pulsos de disparo gerados pelo MC de acordo com o programa escrito fornecem condição de entrada para o opto-isolador que aciona o respectivo SCR.
Apenas um Opto U17 conduzindo o SCR U2 é mostrado acima, enquanto todos os outros são semelhantes de acordo com o diagrama do circuito. O SCR conduz por 20ms da 1ª ponte e próximos 20ms da 2ª ponte para obter a saída em um ponto nº 25 e 26, o período de tempo total de um ciclo CA de 40ms que é 25 Hz.
Assim, F / 2 é entregue à carga enquanto a chave 1 está fechada. Da mesma forma, para F / 3 a condução ocorre por 30ms na 1ª ponte e próximos 30ms da próxima ponte, de modo que um período de tempo total de 1 ciclo chega a 60ms que por sua vez em F / 3 enquanto a chave -2 é operada.
A frequência fundamental de 50 Hz está disponível disparando em um par da 1ª ponte para os primeiros 10ms e para os próximos 10ms da próxima ponte enquanto ambas as chaves são mantidas na condição “OFF”. A corrente reversa fluindo nas portas dos SCRs são saídas opto-isolador.
Aplicações do Cicloconversor
As aplicações incluem o controle da velocidade de máquinas AC, como é usado principalmente em tração elétrica, motores AC com velocidade variável e aquecimento por indução.
- Motores Síncronos
- Drives de moinho
- Propulsões de navios
- Moinhos
Espero que você tenha entendido claramente o tópico de cicloconversor , é um conversor de frequência de um nível para outro, que pode alterar a energia CA de uma frequência para a energia CA em outra frequência. Se houver alguma dúvida sobre este assunto ou sobre os projetos elétricos e eletrônicos deixe a seção de comentários abaixo.
