Em aplicações industriais, duas formas de energia elétrica Corrente Contínua (DC) e Corrente Alternada (AC) são usadas. Tensão constante e corrente AC constante estão diretamente disponíveis. No entanto, para diferentes aplicações, diferentes formas, diferentes tensões e / ou diferentes correntes são necessárias. Os conversores são necessários para obter diferentes formas. Esses conversores são classificados como retificadores, choppers, inversores e cicloconversores.
Um cicloconversor é um dispositivo que converte energia CA em uma frequência em energia CA de uma frequência ajustável, mas inferior, sem qualquer corrente contínua, ou estágio CC intermediário. Ele também pode ser reconhecido como um carregador de recorrência estática e contém retificadores regulados por silício. Os cicloconversores são usados em grandes conversores de frequência com classificações de poucos megawatts a muitas dezenas de megawatts.
O princípio do ciclo-conversor é descrito abaixo, usando-se um ciclo-conversor monofásico para monofásico.
Um cicloconversor de entrada monofásica é mostrado abaixo (a) 50 Hz, (b) 25 Hz, (c) 12,5 Hz de entrada monofásica para cicloconversor de saída monofásico é mostrado abaixo.
O retificador converte de CA monofásica ou trifásica em tensão CC variável. Os choppers convertem de DC para tensão DC variável. Os inversores convertem de CC para CA de frequência variável de magnitude variável monofásica ou trifásica. Os conversores cíclicos convertem de CA monofásico ou trifásico em CA monofásico ou trifásico de frequência variável de magnitude variável. Um cicloconversor tem quatro tiristores divididos em um banco positivo e um negativo de dois tiristores cada.
Esquema básico do cicloconversor:
O cicloconversor é conectado à entrada entre 30 e 31 conforme mostrado abaixo. O motor está conectado entre 25 e 26.
Dependendo dos pulsos de disparo alimentados a um conjunto de 8 SCRs entre sua porta e o cátodo, obtemos F ou F / 2 ou F / 3.
Cicloconversor
Tipos de cicloconversores:
Existem basicamente dois tipos de tipo de modo de bloqueio de ciclo-conversores e tipo de modo de circulação. Quando a corrente de carga é positiva, o conversor positivo fornece a tensão necessária e o conversor negativo é bloqueado. Suponha que se a corrente de carga for negativa, o conversor negativo fornecerá a tensão e o conversor positivo será bloqueado. Esta operação é chamada de operação em modo de bloqueio. Os cicloconversores que usam este método são chamados de cicloconversores de modo de bloqueio.
Por acaso, se ambos os conversores estiverem habilitados, a alimentação entrará em curto-circuito. Para evitar isso, um reator intergrupo (IGR) deve ser conectado entre os conversores. Se ambos os conversores estiverem habilitados, uma corrente circulante é produzida. Isso é unidirecional porque os tiristores permitem que a corrente flua em apenas uma direção. Os cicloconversores que usam essa abordagem são chamados de conversores de corrente circulante.
Cicloconversores em modo de bloqueio:
Os conversores de ciclo de modo de bloqueio não precisam de nenhum reator intergrupo (IGR). Depende da polaridade, um dos conversores está habilitado. A operação do modo de bloqueio tem algumas vantagens e desvantagens sobre a operação do modo de circulação. Eles não precisam de nenhum reator, portanto, o tamanho e o custo são menores. Apenas um conversor está em condução o tempo todo, em vez de dois. Durante o retardo, a corrente permanece em zero, distorcendo a tensão e as formas de onda da corrente. Essa distorção significa padrões harmônicos complexos.
Cicloconversores de corrente circulante:
Ambos os conversores operam em todos os momentos neste caso. A grande desvantagem é que um IGR é necessário. O número de dispositivos conectados a ele é o dobro do que bloqueia o cicloconversor de corrente.
Princípios dos Cicloconversores:
Os princípios de operação dos cicloconversores podem ser classificados nos três tipos a seguir, com base no tipo de alimentação CA de entrada aplicada ao circuito.
Cicloconversor monofásico para monofásico:
A compreensão dos princípios de operação dos cicloconversores deve começar com o cicloconversor monofásico para monofásico. Este conversor está tendo uma conexão back to back de dois retificadores de onda completa. Suponha que para obter um quarto da tensão de entrada na saída, para os primeiros dois ciclos de Vs, o conversor positivo opera fornecendo corrente para a carga e retifica a tensão de entrada. Nos próximos dois ciclos, o conversor negativo opera fornecendo corrente na direção reversa. Quando um dos conversores opera, o outro é desabilitado para que não haja corrente circulando entre os retificadores. Na figura abaixo, Vs representa a tensão de alimentação de entrada e Vo é a tensão de saída necessária, que é um quarto da tensão de alimentação.
Imagem para um quarto da tensão de entrada na saída usando um cicloconversor monofásico para monofásico
Cicloconversores trifásicos para monofásicos:
Como os conversores acima, o cicloconversor trifásico para monofásico aplica tensão retificada à carga. Os cicloconversores positivos fornecerão corrente positiva apenas, enquanto os conversores negativos fornecerão apenas corrente negativa. Os cicloconversores podem operar em quatro quadrantes como (+ v, + i), (+ v, -i) modos de retificação e (-v, + i), (-v, -i) modos de inversão. A polaridade da corrente determina se o conversor positivo ou negativo deve fornecer energia para a carga. Quando houver mudança na polaridade da corrente, o conversor que fornecia corrente anteriormente é desabilitado e o outro é habilitado. Durante a inversão da polaridade da corrente, a tensão média fornecida por ambos os conversores deve ser igual.
Cicloconversor Trifásico para Trifásico:
Duas configurações básicas estão disponíveis para conversores de ciclo trifásicos, como delta e estrela. Se as saídas do conversor acima forem conectadas em estrela ou delta e se as tensões de saída forem defasadas em 120º, o conversor resultante será trifásico para o conversor trifásico. Os conversores trifásicos são usados principalmente em sistemas de acionamento de máquinas que funcionam em máquinas síncronas e de indução trifásicas.
Aplicações de Cicloconversores:
Os cicloconversores podem produzir tensões de saída ricas em harmônicas. Quando os cicloconversores são usados para uma máquina CA em funcionamento, a indutância de vazamento da máquina filtra a maioria dos harmônicos de alta frequência e reduz a tensão dos harmônicos de ordem inferior.
Controlando a velocidade do motor de indução monofásico
Os motores de indução monofásicos são amplamente utilizados em muitas aplicações. Melhorias em seu desempenho significam uma grande economia no consumo de energia elétrica. Um controlador de velocidade baseado em cicloconversor é proposto.
Controle de velocidade do motor de indução monofásico
O diagrama de circuito acima pode ser usado para controlar a velocidade de um motor de indução monofásico em três etapas usando cicloconversores e tiristores. O circuito utiliza um cicloconversor controlado por tiristor que possibilita o controle da velocidade em etapas de um motor de indução. Para a série 8051 de microcontroladores, um par de interruptores deslizantes é fornecido para selecionar a faixa de velocidade necessária de operação do motor de indução. Essas chaves estão fazendo interface com o microcontrolador para fornecer os pulsos para acionar os SCRs em um ponte dupla . Assim, a velocidade do motor pode ser alcançada em três etapas.
Algumas outras aplicações onde os cicloconversores podem ser usados são acionamentos de moinhos de cimento, acionamentos de propulsão de navios, laminadores e enroladores de minas, máquinas de lavar, bombas de água e usados em indústrias também. Se houver mais dúvidas sobre este tópico ou sobre o sistema elétrico e projetos eletrônicos deixe a seção de comentários abaixo.
Crédito da foto
- Cicloconversor por wikimedia