A principal tarefa da eletrônica de potência é processar e controlar o fluxo de energia elétrica, fornecendo tensões e correntes de uma forma que seja ideal para as cargas do usuário. Conversores eletrônicos de potência modernos estão envolvidos em um amplo espectro de aplicações, como fontes de alimentação comutadas, filtros de potência ativa, controle de movimento de máquina elétrica, sistemas de conversão de energia renovável, geração de energia distribuída, sistemas de transmissão CA flexíveis e tecnologia veicular, etc. .
Os conversores eletrônicos de potência podem ser encontrados onde quer que haja a necessidade de modificar a forma de energia elétrica com a eletrônica clássica em que correntes elétricas e voltagem são usadas para transportar informações, enquanto que com a eletrônica de potência, eles transportam energia. Alguns exemplos de uso de sistemas eletrônicos de energia são os conversores DC / DC usados em muitos dispositivos móveis, como telefones celulares ou PDAs, e conversores AC / DC em computadores e televisores. Eletrônicos de potência em grande escala são usados para controlar centenas de megawatts de fluxo de energia em nosso país. Alguns desses conversores são discutidos abaixo.
Conversor Dual
O conversor duplo é uma combinação de um retificador e inversor no qual a conversão de A.C para D.C acontece e seguida de D.C para A.C onde a carga se encontra no meio. Um conversor duplo pode ser monofásico ou trifásico. Um conversor duplo consiste em duas pontes que consistem em tiristores em que uma para fins de retificação onde a corrente alternada é convertida em corrente contínua que pode ser fornecida para carregar. Outra ponte de tiristores é usada para converter D.C em A.C.
Conversor Dual Monofásico
Conversor duplo monofásico usa uma fase monofásica como fonte que é fornecida ao conversor 1 do conversor duplo para retificação seguida de carga.
Princípio da Operação:
A entrada CA fornecida ao conversor 1 para retificação neste processo, ciclo positivo de entrada é fornecido ao primeiro conjunto de tiristores polarizados para frente, que fornece uma CC retificada no ciclo positivo, assim como o ciclo negativo é dado ao conjunto de tiristores polarizados reversamente o ciclo negativo completando a saída retificada de onda completa pode ser fornecido para carregar. Durante este processo, o conversor 2 é bloqueado por um indutor. Como o tiristor só começa a conduzir quando o pulso de corrente é dado ao portão e a condução continua até que o fornecimento de corrente seja interrompido. A saída da ponte tiristorizada pode ser a seguinte quando for fornecida a diferentes cargas.
Como um conversor duplo também consiste na conversão de DC para AC para fazê-lo funcionar, o conversor dois está bloqueado, as entradas de DC tornam-se carga para conversão de fonte de alimentação DC.
Disparo de tiristores:
Para fazer os tiristores conduzirem, um pulso de disparo deve ser dado ao seu portão simultaneamente junto com a tensão da linha. Um circuito de acionamento de porta separado deve ser adicionado a um conversor duplo de pontes de tiristor. O circuito de acionamento de porta deve ser igualmente sincronizado com a tensão da fonte, qualquer atraso causa jitter cruzado zero e flutuação de frequência zero. Para prevenir, esses circuitos devem ser incluídos com loops de bloqueio de fase e comparadores.
Aplicações de conversor duplo monofásico
- Controle de velocidade e controle de direção em motores CC.
Controle de velocidade e controle de polaridade do motor DC usando conversor duplo monofásico
Um conversor duplo monofásico pode ser usado no controle de velocidade e direção de rotação em interface com o microcontrolador, a combinação de quatro SCRs é colocada de cada lado do motor e o motor é carregado. Esses tiristores podem ser acionados por meio de um optoacoplador que é conectado a uma porta do microcontrolador.
A rotação do motor pode ser inicializada usando optoacoplador, definindo um conjunto de tiristor para disparar, que é colocado em um lado e a mudança na direção do motor pode ser alcançada disparando outro conjunto de tiristor. A variação na velocidade do motor pode ser alcançada por ângulo de disparo retardado de SCR.
A seleção de modo e a seleção de velocidade são interruptores com interface de microcontrolador, usando esses interruptores, a velocidade e a rotação podem ser selecionadas.
Monofásico - Conversor CA / CA de três pernas
Eletrônica de potência é a aplicação da eletrônica para conversão de energia. Uma subcategoria de conversão de energia é a conversão de CA em CA. Um controlador de tensão CA para CA é um conversor que controla a tensão, a corrente e a potência média fornecida a uma carga CA de uma fonte CA. Existem dois tipos de controladores de tensão CA, controlador CA monofásico e trifásico.
Um conversor CA / CA monofásico é um conversor que converte de uma tensão de entrada CA fixa em uma tensão de saída CA variável com uma frequência desejada. Eles são usados em circuitos práticos como circuitos dimmer de luz, controles de velocidade de motores de indução e controle de motor de tração, etc. Existem muitas tecnologias existentes em conversores CA / CA monofásicos, eles são monofásicos - duas pernas, três pernas e quatro pernas. Os conversores monofásicos - de duas e quatro pernas têm alguns deméritos como - eles precisam de um grande número de dispositivos de energia, grandes circuitos de controle, mais comutação e perdas são reduzidas apenas pela metade para controlar 50% da saída. Portanto, para superar esses deméritos presentes nos conversores usados convencionalmente, uma abordagem melhor é o uso de um conversor CA / CA monofásico três.
Uma única fase - três pernas consiste em 3 pernas e 6 interruptores. Uma perna é comum tanto para o lado da grade quanto para o lado da carga. Uma perna realiza a operação do retificador e uma grade realiza a operação do inversor. E nisso, usamos Modulação de largura de pulso (PWM) técnicas para controlar a saída do conversor. Um conversor monofásico de três pernas é mostrado na figura abaixo:
Durante o meio ciclo positivo dos interruptores de tensão de alimentação Qg e Qa nas condutas do retificador e obtemos a saída retificada através do capacitor e para operação do inversor além dos interruptores Qg e Qa ', o interruptor Ql na perna do lado da carga também foi acionado e obtemos uma saída CA através da carga. Durante meio ciclo negativo, os interruptores Qa e Qg 'no lado da grade conduzem implicando em saída retificada e para operação de inversão, além dos interruptores Qa e Qg', o interruptor Ql 'também disparou e obtemos saída CA através da carga. Usando o método PWM, uma tensão de entrada CC fixa é fornecida ao inversor e uma tensão CA de saída controlada é obtida ajustando os períodos de ativação e desativação dos dispositivos do inversor. As chaves no circuito conversor para obter o funcionamento adequado e também para reduzir os harmônicos. Variando o valor do índice de modulação, podemos alterar a largura do pulso de acordo com nossa conveniência.
Vantagens e aplicações do conversor de 3 pernas
- A tensão de saída DC através do capacitor é quase o dobro em comparação com o conversor de quatro pernas.
- A classificação de potência e a tensão do circuito podem ser melhoradas.
- A mesma saída pode ser obtida com perdas e interruptores reduzidos. Portanto, a eficiência e o fator de potência podem ser melhorados.
- Este conversor é usado em circuitos de alimentação ininterrupta (UPS) e em poder eletrônico para obter operações de quatro quadrantes das unidades.